INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
工學博士 學位論文
개 보 원 에
고 감에 연
A Study on Harmonic Reduction Scheme
By the Advanced Auxiliary Voltage Supply
指導敎授 金 成 煥
2015年 2月
韓國海洋大學校 大學院
트 닉 工學科
尹 斗 吾
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목 차
1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1
2 고 생과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
21 고 생 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
211 고 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
212 고 생 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5
213 고 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9
22 고 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 12
221 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 12
222 변 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 14
223 도 동 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 14
224 가변 동 (variable speed drives) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15
225 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16
226 원 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 17
227 (電線 Cable) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 17
228 계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 18
229 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 18
2210 차단 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 19
2211 릴 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 19
2212 커 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 20
3 고 감 책 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
31 3상 3 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
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311 상 동(phase shifting) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
312 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
32 3상 4 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
321 zero sequence 변 (zig-zag transforme middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
322 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
33 3상 AC DC 동 용 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
331 AC line 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
332 DC bus 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
333 AC line 리 amp DC bus 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
34 3상 AC DC 동 용 특 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
341 폭 (wide spectrum filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28
342 리 (duplex reactors) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
35 동 L-C (passive L-C filters) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
36 상 동 변 (phase shifting transformer) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
37 (electronic filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
371 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35
4 본 에 는 고 감 식 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
41 본개 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
42 AVS(보 원 ) 삽 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
43 AVS 개 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
44 AVS 동 원리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
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5 시뮬 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
51 컴퓨 시뮬 다 어그 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
52 시뮬 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 50
52 시뮬 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
6 실험 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
61 실험 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
62 실험 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 85
7 결 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 97
참고 헌
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그 림 목 차
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
Fig2-2 Single phase full wave rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5
Fig2-3 Simple single line diagram middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-9 Construction of complex wave middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 10
Fig2-11 Example of ldquoline notching middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 13
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
Fig3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
Fig3-6 Duplex reactor schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
Fig3-7 Outputs of duplex reactor middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 33
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
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Fig4-2 Hypothetical input current waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 39
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme middotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 52
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 57
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 58
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 60
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 63
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 65
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 67
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 69
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Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 71
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 73
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 74
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 76
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 80
Fig6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used
for experiment middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
Fig6-2 Configuration of the experimental devices middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 83
Fig6-3 Configuration of the PWM Inverter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
- (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
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wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
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Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- i -
목 차
1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1
2 고 생과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
21 고 생 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
211 고 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
212 고 생 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5
213 고 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9
22 고 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 12
221 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 12
222 변 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 14
223 도 동 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 14
224 가변 동 (variable speed drives) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15
225 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16
226 원 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 17
227 (電線 Cable) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 17
228 계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 18
229 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 18
2210 차단 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 19
2211 릴 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 19
2212 커 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 20
3 고 감 책 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
31 3상 3 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- ii -
311 상 동(phase shifting) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
312 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
32 3상 4 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
321 zero sequence 변 (zig-zag transforme middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
322 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
33 3상 AC DC 동 용 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
331 AC line 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
332 DC bus 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
333 AC line 리 amp DC bus 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
34 3상 AC DC 동 용 특 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
341 폭 (wide spectrum filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28
342 리 (duplex reactors) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
35 동 L-C (passive L-C filters) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
36 상 동 변 (phase shifting transformer) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
37 (electronic filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
371 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35
4 본 에 는 고 감 식 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
41 본개 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
42 AVS(보 원 ) 삽 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
43 AVS 개 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
44 AVS 동 원리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- iii -
5 시뮬 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
51 컴퓨 시뮬 다 어그 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
52 시뮬 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 50
52 시뮬 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
6 실험 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
61 실험 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
62 실험 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 85
7 결 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 97
참고 헌
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- iv -
그 림 목 차
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
Fig2-2 Single phase full wave rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5
Fig2-3 Simple single line diagram middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-9 Construction of complex wave middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 10
Fig2-11 Example of ldquoline notching middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 13
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
Fig3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
Fig3-6 Duplex reactor schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
Fig3-7 Outputs of duplex reactor middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 33
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- v -
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 39
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme middotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 52
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 57
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 58
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 60
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 63
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 65
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 67
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 69
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vi -
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 71
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 73
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 74
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 76
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 80
Fig6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used
for experiment middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
Fig6-2 Configuration of the experimental devices middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 83
Fig6-3 Configuration of the PWM Inverter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
- (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vii -
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- viii -
Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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- 103 -
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- i -
목 차
1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 1
2 고 생과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
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22 고 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 12
221 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 12
222 변 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 14
223 도 동 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 14
224 가변 동 (variable speed drives) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 15
225 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 16
226 원 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 17
227 (電線 Cable) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 17
228 계 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 18
229 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 18
2210 차단 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 19
2211 릴 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 19
2212 커 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 20
3 고 감 책 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
31 3상 3 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
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311 상 동(phase shifting) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
312 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
32 3상 4 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
321 zero sequence 변 (zig-zag transforme middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
322 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
33 3상 AC DC 동 용 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
331 AC line 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
332 DC bus 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
333 AC line 리 amp DC bus 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
34 3상 AC DC 동 용 특 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
341 폭 (wide spectrum filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28
342 리 (duplex reactors) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
35 동 L-C (passive L-C filters) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
36 상 동 변 (phase shifting transformer) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
37 (electronic filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
371 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35
4 본 에 는 고 감 식 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
41 본개 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
42 AVS(보 원 ) 삽 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
43 AVS 개 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
44 AVS 동 원리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
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5 시뮬 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
51 컴퓨 시뮬 다 어그 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
52 시뮬 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 50
52 시뮬 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
6 실험 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
61 실험 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
62 실험 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 85
7 결 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 97
참고 헌
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그 림 목 차
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
Fig2-2 Single phase full wave rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5
Fig2-3 Simple single line diagram middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-9 Construction of complex wave middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 10
Fig2-11 Example of ldquoline notching middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 13
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
Fig3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
Fig3-6 Duplex reactor schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
Fig3-7 Outputs of duplex reactor middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 33
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
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Fig4-2 Hypothetical input current waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 39
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme middotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 52
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 57
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 58
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 60
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 63
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 65
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 67
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 69
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vi -
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 71
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 73
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 74
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 76
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 80
Fig6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used
for experiment middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
Fig6-2 Configuration of the experimental devices middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 83
Fig6-3 Configuration of the PWM Inverter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
- (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vii -
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- viii -
Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- ii -
311 상 동(phase shifting) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
312 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 21
32 3상 4 시 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
321 zero sequence 변 (zig-zag transforme middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
322 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
33 3상 AC DC 동 용 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
331 AC line 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
332 DC bus 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
333 AC line 리 amp DC bus 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 26
34 3상 AC DC 동 용 특 리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
341 폭 (wide spectrum filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 28
342 리 (duplex reactors) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
35 동 L-C (passive L-C filters) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
36 상 동 변 (phase shifting transformer) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
37 (electronic filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
371 능동 (active filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 35
4 본 에 는 고 감 식 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
41 본개 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
42 AVS(보 원 ) 삽 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
43 AVS 개 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
44 AVS 동 원리 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- iii -
5 시뮬 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
51 컴퓨 시뮬 다 어그 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
52 시뮬 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 50
52 시뮬 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
6 실험 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
61 실험 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
62 실험 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 85
7 결 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 97
참고 헌
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- iv -
그 림 목 차
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
Fig2-2 Single phase full wave rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5
Fig2-3 Simple single line diagram middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-9 Construction of complex wave middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 10
Fig2-11 Example of ldquoline notching middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 13
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
Fig3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
Fig3-6 Duplex reactor schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
Fig3-7 Outputs of duplex reactor middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 33
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- v -
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 39
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme middotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 52
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 57
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 58
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 60
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 63
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 65
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 67
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 69
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vi -
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 71
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 73
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 74
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 76
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 80
Fig6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used
for experiment middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
Fig6-2 Configuration of the experimental devices middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 83
Fig6-3 Configuration of the PWM Inverter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
- (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vii -
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- viii -
Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- iii -
5 시뮬 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
51 컴퓨 시뮬 다 어그 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
52 시뮬 결과 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 50
52 시뮬 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
6 실험 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
61 실험 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
62 실험 결과 검 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 85
7 결 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 97
참고 헌
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- iv -
그 림 목 차
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
Fig2-2 Single phase full wave rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5
Fig2-3 Simple single line diagram middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-9 Construction of complex wave middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 10
Fig2-11 Example of ldquoline notching middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 13
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
Fig3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
Fig3-6 Duplex reactor schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
Fig3-7 Outputs of duplex reactor middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 33
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- v -
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 39
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme middotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 52
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 57
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 58
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 60
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 63
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 65
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 67
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 69
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vi -
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 71
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 73
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 74
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 76
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 80
Fig6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used
for experiment middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
Fig6-2 Configuration of the experimental devices middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 83
Fig6-3 Configuration of the PWM Inverter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
- (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vii -
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- viii -
Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- iv -
그 림 목 차
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 4
Fig2-2 Single phase full wave rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 5
Fig2-3 Simple single line diagram middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 6
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 7
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 8
Fig2-9 Construction of complex wave middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 9
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 10
Fig2-11 Example of ldquoline notching middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 13
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 22
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 23
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 24
Fig3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 25
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 27
Fig3-6 Duplex reactor schematic middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 29
Fig3-7 Outputs of duplex reactor middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 30
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 31
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 32
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 33
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 34
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 36
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 37
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- v -
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 39
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme middotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 52
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 57
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 58
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 60
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 63
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 65
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 67
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 69
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vi -
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 71
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 73
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 74
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 76
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 80
Fig6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used
for experiment middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
Fig6-2 Configuration of the experimental devices middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 83
Fig6-3 Configuration of the PWM Inverter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
- (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
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S_0001
- vii -
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
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- viii -
Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 5 -
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212 고 생
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원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- v -
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 38
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 39
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 40
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1 middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 42
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 43
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 46
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme middotmiddotmiddotmiddotmiddot 49
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 52
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 54
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 100) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 57
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 58
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 60
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 50) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 62
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 63
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 65
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 30) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 67
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 69
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vi -
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 71
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 73
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 74
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 76
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 80
Fig6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used
for experiment middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
Fig6-2 Configuration of the experimental devices middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 83
Fig6-3 Configuration of the PWM Inverter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
- (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- vii -
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- viii -
Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- vi -
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 71
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 20) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 73
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms
without AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 74
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms
with the square wave - AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 76
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms
with the Advanced AVS (Load Factor 10) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 78
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 80
Fig6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used
for experiment middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 81
Fig6-2 Configuration of the experimental devices middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 83
Fig6-3 Configuration of the PWM Inverter middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 84
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
Fig6-5 Simulation voltage and current waveform without AVS
- (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 86
Fig6-6 Simulation voltage and current waveform with the square
wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 88
Fig6-7 Simulation voltage and current waveform with the Advanced
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- viii -
Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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wave - (Load 300W) middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot 90
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Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
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three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
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Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
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고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
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Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
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고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
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값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
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infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
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본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
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심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
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222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
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사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
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226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
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3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- viii -
Abstract
Diode rectifiers are very popular in industry However they include
large low-order harmonics in the input current and do not satisfy
harmonic current content restrictions To reduce the harmonics to the
power system several methods have been introduced It is heavy and
expensive solution to use passive filters as the solution for high power
application Another solution for the harmonic filter is utilization of active
filter but is too expensive solution Diode rectifiers with configurations
using switching device have been introduced but are very complicated
The combined 12-pulse diode rectifier with the square wave-auxiliary
supply has been introduced It has the advantages that auxiliary circuit is
simple and inexpensive compared to other strategies
The advanced wave auxiliary voltage supply in this thesis is presented
as a new solution It shows the improved result for reducing THD
compared to the case inserting a single phase square wave auxiliary
voltage supply Especially for the case with a low load factor it shows a
outstanding improvement of THD
Theoretical analysis of the combined 12-pulse diode rectifier with the
advanced auxiliary supply is presented and control methods of the
auxiliary supply is proposed The reduction in the input current harmonics
is verified by simulation using software PSIM and experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 1 -
1
11 연 경 동
다 드 는 산업 에 다 게 용 고 다 그러나 다 드
는 에 많 차 고 포 고 어 질에
다 질 는 비 시 운 에 뿐 니
에도 끼 다
시 에 는 고
동 (passive filter) 고 지만 동 가
비 가 크게 가 고 시 가격 상승 는 단 다 고
감 다 능동 (active filter)도 비용 지고 체
시 어가 복 질 다는 단 다 그 에 나 다
동 사용 여 고 감 는 여러 식들 었지만 고
에 사용 에는 복 것 다
고 고 감 6- (6-pulse rectifier)
2 12- 가 리 쓰 고 다 상 동 변 (phase
shifting transformer)에 12- (12-pulse rectifier) 는 각 6-
에 생 는 5차 7차 고 가 상쇄 므 고
감 지만 11차 13차 고 는 여 에 남 게 다
12- 에 남는 11차 13차 고 거 다
고 다 다 탭 착 상간 리 (interphase reactor) 사
용 는 능동 상간 리 (active interphase reactor) 갖는 평 연결
다 드 (parallel-connected diode rectifier)도 었고 보
가 착 2차 갖는 상간 리 (interphase reactor) 사용 는
보 갖는 직 연결 3상 다 드 (series-connected double
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 2 -
three-phase diode rectifiers with auxiliary circuits)뿐 니 직
질 보 (current shaping of the DC current) 는 직 링크(DC link)에
능동 (active switch) 사용 는 등 었 나 들
보 동 매우 복 다는 것 다
12- 에 직 능동 사용 는 Shunt Hybrid
사용 는 용 고 능동 (a square-wave
inverters-based dominant harmonic active filter) 등 었 나
들 능동 용 에 시 가격 비싸진다는 것
다
에 들 개 12- 커 시
DC 에 보 원 는 었다 식 가 큰
보 원 원 크 는 (square
wave voltage) 충 다는 것 고 능동 같 다 식에 비
가 간단 고 다는 것 다 그러나 12- 고
24- 개 지만 낮 지는 경우
고 격 게 커지는 단 다
12 연 목 과
본 에 는 12- 커 시 DC 에 개 보 원
는 다
11차 13차 고 가 감 는 경 다루었 크
원 상 크 커 시 에 개 보 원
크 가 어떻게 어 어 는지 시 다
본 식 에 고 에 는 역에 보 원
삽 경우보다 고 욱 감 시킬 뿐 니 특
낮 경우에 훨 뛰어난 고 감 과 보 다는 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 3 -
1 에 는 연 경 동 연 목 에 고
2 에 는 고 곡 생 는 원 과 에 여
다
3 에 는 고 감시키 여러가지 들과 그 middot단
다
4 에 는 본 에 는 12- 용 개 보 원
용 고 감 식 도 경
어 식 등 상 다
5 에 는 본 에 고 감 식 평가
여 컴퓨 시뮬 다
6 에 는 실험 여 본 에 고 감 식
능 다
7 에 는 본 결 고 감 식 연 결과
고 평가 다
트웨어 PSIM 용 여 컴퓨 시뮬 통 식
고 실험 통 다
본 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 4 -
2 고 생과
21 고 생
211 고
시 에 가 에 비 는 가 는
다 는 열 사용 는 열등 등 고
에 는 과 는 Fig2-1과 같다
Fig2-1 Voltage and current waveforms for linear load
에 비 공 과 상 지 는 들
미 그 는 등 컴퓨 가변 동 등 다 비 에
는 는 본질 본 에 본 n 다 주
고 는 n차 고 다 주 에 2 는 3 고
등 리 가 닌 변 경우는 드시 고
포 고 다 다시 말 고 는 본 갖는
말 50차 도 지 말 다 그 상 고주 (high
frequency) Noise 다 계통에 는 고 는
5고 에 37차 고 지 미 고 상 는 주
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 5 -
는 50차( 3kHz) 지 도 다
212 고 생
비 에 비 가 고 고 가 생
원 에 곡 는 과 간단 통
보 Fig2-2(a)는 R-L 갖는 단상 고 (b)는
에 는 과 원 다
(a)
(b)
Fig2-2 Single phase full wave rectifier
(a) diagram (b) load and supply current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 6 -
Fig2-3 원 과 간략 게 나타내는 도 다 고
가 원 통과 말미 는 강 는 식(2-1)
다
middot
(2-1)
Fig2-3 Simple single line diagram
Fig2-4는 비 강 도시 고 다
Fig2-4 Load current and voltage drop waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 7 -
고 포 가 원 통과 말미 각 에
가 는 단 강 뺀 값
므 Fig2-5 같 곡 다
Fig2-5 Voltage distortion produced by harmonic currents
비 변 여 용 도체 사용 는
들 다 런 들 컴퓨 에 ON-OFF 어가 는 여 에
공 는 Fig2-6과 같다
Fig2-6 Typical waveforms produced by computer-controlled unit
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 8 -
Fig2-6에 비슷 상 보 는 지 보
Fig2-7과 같 단상 원공 고 보
Fig2-7 Single-phase switched mode power supply
런 태 원공 는 고 평 DC 과 내 시
각 들에 공 여 커 시 사용 다 다 드 는
만 도통시키고 커 시 는 에 지 는 능 다
커 시 충 보다 경우에만 다 드가 통 므 원 에
러나가는 는 어 Fig2-8과 같 다 고 가 포 다
Fig2-8 Harmonic spectrum of currents drawn
by computer switched mode power supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 9 -
고 과 는 본 주 다 들어 원 주 가
60[Hz] 5차 고 는 300[Hz] 고 7차 고 는 420[Hz]가 다 고
가 본 에 지 (complex wave)가 는 Fig2-9는 본 에
3차 고 가 첨가 도시 고 다
Fig2-9 Construction of complex wave
Fig2-9는 과 동 경우는 고 만
재 지만 상 과 동 지 는 비 경우에는
짝 고 가 공 게 다
213 고
Fig2-10 비 여 비 가 고 가 원
과 사 각 통 는 습 나타내고 다 고
가 시 통과 Ohm 에 강 가 각
고 주 에 생 다 각 강
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 10 -
값 는 값 각 주 에 어 고 크 에
달 진다
Fig2-10 Voltage distortion induced by distorted current
Fourier 에 든 주 는 본 본 고
sine 나타낼 다 비 시값 식
(2-2)가 다
sin sin sin ⋯sin (2-2)
여 시 직
본 실 2차 고 실
3차 고 실 차 고 실
상각 본 주
식 식 나타내 다 과 같다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 11 -
infin
infin
sin (2-3)
실 값 식(2-4) 식(2-5)가 다
s
infin
⋯ (2-4)
s
infin
⋯ (2-5)
실 값 나타낸 과 고 다 식들 다
infin
times
times (2-6)
infin
times
times (2-7)
나 간단 고 실용 식 는 다 식들 다
실 식(2-8) 식(2-9) 나타낼 도 다
(2-8)
(2-9)
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 12 -
본 식(2-10) 다
(2-10)
22 고
나 트 계통내에 고 가 생 그 시
든 에 크고 용 시킨다 에 는 고 가
각 에 어 끼 는 지 고 본다
221
나 트에 사용 는 는 원 가 상 변 3
sim4 에 달 므 고 나 생 훨 크다
고 가 에 철 과 동 가 도상승 뿐
니 가열 크맥동도 다 동 과(skin
effect) 도 는다 과 가 도체
는 경 말 는 본 주 에 는 포가 도체 단
에 고 게 포 므 과는 거 시 지만 고 가
경우 과 도체 단 감 여 가
므 동 는 크게 상승 게 다 비 가 가
감 시키는 것 직 다 고 는 상 역
나타나는 고 는 과열 뿐 니
진동 시킨다 들어 5차 7차 고 는 본 상 용
본 6 가 는 크맥동 킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 13 -
심각 진동 트 게 다 는 단 에 공
도 계 었는 비 가 게 고 시
강 곡시킨다
근 는 과 주 게 어 식
(electronic governors) 채용 는 는 주
차 ( zero crossover 나 가 통과 는
시 는 ) 사용 다 만 고 나 돌 변 ( line
notching SCR 등 ON-OFF 간 변 ) 동
zero crossover가 다 과 주 어 는 지고 헌
동 다 Fig2-11 line notching 보여주고 다
Fig2-11 Example of line notchingldquo
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 14 -
222 변
변 실에는 과 는 철심 시키
는 에 변 므 고 미미 지
만 고 가 상당 가 다 변 에 고 가
생 철 동 등 가 여 도 상승시키고 연내
감 시킬 뿐 니 생시킬 도 다 3상 4 식 경우
3 고 는 상쇄 어 도체에 나타나지 지만 비
가 가 3 고 가 도체에 180[Hz] 3차 고
가 크게 상승 여 변 가열시킬 다
223 도 동
도 동 에 고 가 변 에 마찬가지 철 동
가 여 고 철심 등 도 상승시키는
실 특별 300[Hz] 상 주 에 는 과 지 가 어 욱 가
다 고 가 가 가 생 여 가열시킬 뿐 니
어링 원 지 못 게 어 어링 상시킨다 고
는 어링 시킬 도 는 것 가변 동 에
사용 는 연 어링 사용 여 지 다
본 같 는 ( 7 13 19차 등 ) 크 생에 도
움 지만 는 고 ( 5 11 17차 등 )는
므 고 크맥동 커 원 지
못 게 다 폭 동 경우 가 내 에 염
생 도 달 지 지만 고 가 지 가 가
열 어 염 쇄 능 실 므 염 험지역 도
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 15 -
224 가변 동 (variable speed drives)
든 가변 동 는 용 도체 사용 여 원
에 고 생시킨다 그러나 들 고
상 거나 도 다 동 격 가
고 나 line notching에 감 다 원 나 고 에 주
사용 는 사 클 컨 (AC to AC converter)는 고 상
게 는다 line notching 에 큰 크 생시키는 동 에
큰 끼 다 단상 리 사용 지 는 2- PWM
동 경우 상승 도체에 과 가 뿐 니
- 지 가시 DC 평 커 시 과열 다
(轉流)용 리 나 격리용 변 (isolation transformer) 사용
지 는 2- 는 6- SCR DC 동 경우 고
나 line notching에 SCR Turn on Turn off 동 원 게 어
나지 다 보통 6- PWM 동 는 AC line 리 나 DC
bus 리 가 지 는다 원에 line notching 첨가 나 경
시 DC bus 상승시 과 차단 가 동 도 다 AC
line 리 나 DC bus 리 가 는 PWM 동 는 경변
나 고 에 비 강 특 나타낸다 가 사용 는
6- AC PWM 는 고 가 5[] 상
동 다 75[kW] 상 6- SCR DC 동 는 보통 (轉流)용 리
나 격리용 변 (isolation Tr)가 동 원사 에 어 line
notching 원 에 미 는 시킨다 것 고 나 line
notching 동 에 가 는 과도 감 시킨다 그러나 가 는 고 나
line notching 크 가 가 경우 SCR Turn on Turn off 동 에 가
생 여 퓨 시키거나 차단 동 시킬 다 상변 변
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 16 -
사용 여 12 18 24 등 가시키 고 나 line
notching 감 시킬 다
225
고 가 에 미 는 눈에 는 연 빛 강도가 변동
는 ldquo 거림(flicker) 상 다 는 실 변 에 주 민감
다 025[] 도 변동도 간 눈 감지 는 등도 다
flicker 상 도에 주는 는 다 과 같다
1) 등 ( 열등 등 등)
2) 변동 크
3) 주 변동 크
4) 등 득계 ( gain factor 실 변동에 등
변동 비 )
5) 역에 미 는 주 도
공 에 고 첩 열등과 등 flicker 상 러
다 열등 고 용 용보다 트가 고 시 가 짧
변동에 민감 다 등 경우 사용 는 에 flicker
도가 다 식 가 신 고주 식보다 flicker 도가
심 다 변동 등 에도 미 다 각 등내 에
역 개 용 커 시 고 상 용 시
커 시 들 사 에 병 공진 생 여 들 상시킬 다
각 등별 역 개 지 고 그룹별 에 리
는 것 상 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 17 -
226 원 (UPS uninterruptible power supplies)
컴퓨 통신 비 등 질에 민감 비들 가
말미 UPS가 리 사용 고 고 그 도 100[VA]
[MVA] 지에 다 UPS는 상 가변 동 주 사 다
UPS 시 내 고 가 가변 동 같 평 용 커
시 등 과열시킬 다 고 리
도도 상승 다 크거나 notching 심 경우 SCR
동 시키거나 퓨 도 다
227 (電線 cables)
고 에 에 생 는 실 DC 과 과 근
과(proximity effect) 등에 생 여 열 는 에 지 다
고 가 첨가 실 는 식(2-5) (2-9) 나타낼 다
식(2-9)에 고 가 가 본 만 재 는 경우보다 에
열 실 가 다 도체 는 주 에 다
다 과는 가 가 도체 근처 고 는
질 미 고 근 과는 근 평 도체사 상 도에 는
상 다 도체 크 주 에 달 진다
본 주 에 는 과 근 과 시 지만 주
가 질 과에 실 값 크게 상승 므 열 실
가 다 비 비 여객 경우 4 식 사용
지만 여 3 고 가 재 다 비 도체에
상 가 상쇄 지 고 도체 과열시킬 다
도체 계 런 고 어 고 3 고 시킬
는 책 마 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 18 -
228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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228 계
들 본 값들 감지 도 계 어
다 런 에 비 나 가 에 차
게 다 계 는 실 값 나타내도 어 다 실 값 고
에 직 원 가 경우 동 열량 내는 값 미
다 경우 실 값 고값 0707 고 평균값 고값
0636 다 실 값 평균값 111 가 다 날 그 계
나 지 계 는 평균값 얻 후 ( 경우 111) 곱
여 실 값 시 다 그러나 고 곡 평균값 실 값
값 상 계가 경우 다 게 므 큰 차
다
229
나 트에 는 과 내 같 열
다 에 고 가 에 고 는
540sim1200[Hz]사 주 가진 고 가 가 다 많 비 단
상 가진 4 식 경우 도체 내에 3 고 들 재
므 가 다 나 감 도 사용 차폐 나
지 채용 과 어느 도 간격 지 등 식 통 고
가 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
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control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 19 -
2210 차단
열- (thermal-magnetic) 차단 는 실 값
에 용 는 탈식 다 비 에 는 같 보
다 실 값 가 므 과 값 재 지 차단 가
찍 동 다 고값에 여 동 는 식 차단 도 고
가 경우 보다 동 다
2211 릴
- 계식 릴 는 동시키는 낮고 그 원 고
시키는 강 변 거쳐 공 므 고 재에 그다지 민
감 지 다 그러나 고 가 가 릴 동 지연 고
과열 어 단 다 도체 릴 도 고 나
line notching에 트 고 신뢰 감 다
보 릴 는 다 3 별 다 - 계 도체 마 크
- 계 곱에 비 는 크에 동 다
실 값에 결 다 도체 신 고값에 동
다 타 릴 는 가 10sim20[]에 달 지 동상
는 거 없다 마 크 실 값 나 고값 어느 값에
도 동 지만 고 에 보다 민감 도 므 보통 지
사용 여 본 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
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control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 20 -
2212 커 시
커 시 리 는 주 가 가 감 므 커 시 는 고
는 역 다 커 시 는 게 과 가 어
다 커 시 는 시 내 결 여 병 공진
다 에 고 가 가 폭 어 비들 상시킬
다 고 커 시 내 체 실 가시키고 도 상승시
키 신뢰도 감 시킨다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 21 -
3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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3 고 감 책
3상 비 비들 고 감 는 여
고 시킴 내 감 시킬 가 다
고 감 는 상 에 AC PWM 동 AC line 리 같
비 비 체 어 공 도 고 에 연결 능동
(active filter) 같 별도 목 도 다 각 별
별도 고 감시킬 도 고 그룹 비 체 고
경감시킬 도 다
31 3상 3 시
용량 비 단상 가 재 든지 용량 비 단상 가 다 계
통에 다 고 시 곡
시 다 시 특 과 규 에 다 가지 식 사용 다
311 상 동(phase shifting)
Fig3-1 개 등 에 공 는 변
보여 다 나 상변동 없고 다 나는 30deg 상 동시
다
상 동용 변 상 30deg 동시킴 5차 7차 고 가
다 에 생 5차 7차 고 180deg 상차 가지게 다
결과 bus 에는 당 고 가 상쇄 다 5차 7차 고 가
가 큰 고 므 가 크게 감 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 22 -
Fig3-1 Phase shifting of three-wire nonlinear loads
312 능동 (active filter)
3 나 계통에 능동 고 감시킬
도 다 능동 에 는 차후 겠다
32 3상 4 시
여객 과 같 객실 (hotel load) 지 는 연
가 여 3상 4 식 시 다 많 단상 비 가
연결 어 는 4 시 고 어떻게 감시킬 는지 고
보 3상 4 시 각 상 각각 3 고 는
고 들 에 누 어 과 변 과 는 등
시킬 다 과 감시키 는 다
가지 식 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 23 -
321 zero sequence 변 (zig-zag transformer)
에 듯 비 에 3 고 ( 3차 9차 고
등)가 도체 과열시킬 다 여객 경우 런 가 5sim8[MW]
도에 도 다 4 시 감 시키는 과 단
나는 zero sequence 변 다 zero sequence 변 는 철심에 여러
가지 감 것 다 어도 상(phase) 상 동 철심지주
(core leg) 에 는 3 고 (zero sequence currents)
에 생 는 상쇄 도 감는다
4 시 에 변 병 연결 가 감 여 도체
는 각 상 귀 므 도체 는 감 고 상 는 균 룬
다 실 zero sequence 변 에 3 고 는 도체에
거 사 지지만 고 (positive negative sequence
currents 5차 7차 11차 13차 등)는 상차 가 120deg 어나므 상쇄
지 고 다
Fig3-2는 3상 4 시 에 zero sequence 변 결 도 보여
주고 다
Fig3-2 Zero sequence transformer on four-wire system
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 24 -
322 능동 (active filter)
3 고 감 시킬 는 나 능동 다
Fig3-3는 4 시 능동 블 도 나타내고 다
Fig3-3 Block diagram of active filter on four-wire application
능동 는 CTs (current transformers) 사용 여 3상
니 링 다 CT에 신 notch 에 통과시 본 주
거 고 만 남게 다 신 신 변
후 폭 여 에 주 고 상쇄 가 다 상 능동 가
고 상쇄 생시 에 공 다 원
본 만 공 게 것 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 25 -
33 3상 AC DC 동 용 리
고 진 리 는 철심 주 에 감 용
변 사 다 철심 는 것 감 시키 것
다 리 는 는 단 지만 비 생 는 고 감
시키는 과 가변 동 에 주 사용 다 리 통과
는 가 변 식(3-1)과 같 다
(3-1)
단 변
계단 상승 여 가 고 리 는
상승 가 감 시키는 러 특 가변
동 나 다 비 에 생 는 고 시킨다 AC
line 리 는 리 감 시킨다
가변 동 에는 AC DC리 가 사용 는 주 다 고 감
께 다 AC line 리 는 AC line 에 DC bus 리 는 DC
bus에 사용 다 Fig3-4는 6- AC PWM 가변주 동
블 도 보여주고 다
Fig 3-4 Circuit diagram of standard 6-pulse AC PWM drive
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 26 -
331 AC line 리
AC line 리 는 DC bus 리 에 비 고 많 사용 다 AC
line 리 는 고 감 시킬 뿐 니 단에 는 돌 억
는 역 도 다 단 리 에 비 는 강 킨다는
다 2sim3[] 티지 리 갖는 리 가 가 사용 고
5[]가 통상 사용 는 다
332 DC bus 리
AC PWM 동 들 AC line 리 강
지 DC bus에 리 삽 도 다 런 동 는 단
지 보 는 뿐 니 DC bus 에
는 돌 상 는 단 별도 마 어 다
333 AC line 리 amp DC bus 리
동 에는 AC line 리 DC bus 리 가 동시에 도
다 는 동 kVA 격에 비 단 용량 거나
원 에 민감 경우에 사용 다 DC bus 리 리 가
경우 AC line 리 리 가시키 고 감 상
지만 DC bus가 4[] 상 AC line 리 고 감 과는 미미
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 27 -
34 3상 AC DC 동 용 특 리
리 는 어느 도 고 는 과는 지만 고 에
만 도 충 능 가지고 지는 다 보다 나
능 가진 리 가 다
Fig3-5 Wide spectrum filter schematic
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 28 -
341 폭 (wide spectrum filter)
폭 는 Fig3-5 같 리 커 시 가 께 다 가지
가지고 다
개 리 동 철심에 감겨 다 원 에 는 L1 고
고 가 원 는 것 차단 다 보상
L2는 강 감 시킨다 L2는 폭 고 들
에 거 도 다 L3는 커 시 크 사용 여 시
상승과 감 시킨다 폭 는 균 나
크게 지 고 6- 단 동 나 복 동 에 사용
다 폭 6- 동 AC line 리 에
통 시간 보다 연 고 값 감 여 사다리
상 가진다 AC line 리 나 DC bus 리 에 계없
5sim8[] 지 감 시킬 다 사다리
폭 는 도가 도 동 나 동 가 없는 에 연결 어 는
다
나 트용 25[MW] 진 트러 트 블
동 등에 사용 다 에도
별도 계변경 없 사용 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 29 -
342 리 (duplex reactors)
리 는 1930 에 개 어 1980 많 에 사용
고 다 주 진 나 고 내 원
곡 는 것 감 시키 용 었다 리 는 Fig3-6과
같 는 리 었지만 는 결 개 루어
다 1차 리 같 직 연결 고 2차
1차 과 역병 연결 어 다
Fig3-6 Duplex reactor schematic
Fig3-7과 같 1차 곡 (a)에 2차 에 도
(b)가 가 보상 (c)가 산 다
(a) system voltage waveform
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 30 -
(b) correction voltage
(c) compensated voltage
Fig3-7 Outputs of duplex reactor
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 31 -
35 동 L-C (passive L-C filters)
동 L-C 는 커 시 는 는 첨가 도
다 동원리는 커 시 사 에 주 변 생 는 공진
상 용 것 다 직 공진시 커 시 리 가 동 게
므 비 값 가 다 -커 시
직 루어진 직 동 비 병 연결 여 고 에
낮 갖도 고 시킬 다
5차 7차 고 감 주 사용 지만 11차 13차도 용 다
Fig3-8 5차 7차 11차 13차 고 감 시키 4개 가지
가진 도시 고 다
Fig3-8 Simplified connection of multi-limbed passive filter
계시 원 도 고 다 냐 직 공진 생 는 주
어느 주 에 병 공진 어날 도 다 병 공
진 생 계통에 (positive feedback) 상 어나
동 다 동 는 원 과
변 에 민감 다 다 원 고 끌어당 도 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 32 -
러 도 계시 고 어 다 계통과 고 책 시
과 계통내 공진가능 탐색 다 러
에 책 Fig3-9 같 가변 동 용 사용
도 다
Fig3-9 Simplified drive applied filter for variable speed drive
것 원과 사 에 별도 리 (보통 5[] 리 ) 연결시킨
것 다 리 는 가지 능 다 첫째는 동 원
격리시킴 원 고 과 가능 감
시킨다 째는 원 고 트럼 감 시킨다
36 상 동 변 (phase shifting transformer)
300[kW] 상 동 나 고 비 비는 보통 ldquo 상 동rdquo 채
용 여 고 감 시킨다 다 단 고
쪽 단에 생 고 가 다 단에 생 고 상쇄시키도 연결
다
쪽 변 에 생 고 가 다 변 고 상쇄시키는 상
동 다 동 (multi-pulse drives) 다 들어 나
변 (input converter) 갖는 3상 동 는 6- 동
고 개 가지 12- 3개 가지 18- 동
가 다 상쇄 는 고 는 에 달 진다 12-
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 33 -
동 경우 11 13 23 25 35 37차 등 고 가 게 고
5 7 17 19차 고 는 상쇄 어 나타나지 는다 18- 는 17
19 35 37 47 49차 등 고 다 12- 시 가
보편 사용 지만 고 에 규 가 보다 다 워지고 어 근에
는 18- 시 도 많 등 고 다 Fig3-10 2차 Y결 과
Δ결 루어진 개 6- 브리지 가진 12- 동시
나타내고 다
Fig3-10 12-pulse AC PWM drive with phase shift transformer
2차 30deg 상차 가지므 DC inter-bridge 리 사용 여
도통각 120deg 보 고 가 균 룬다 5차 7차 고
는 상쇄 다 그러나 만 각 상 크 나 상 달 평 상실
변 1차 에 5차 7차 고 가 크게 가 다 균
변 나 과 에 허용 차 생 도 다 2차
나 균 등 감 시키 변
누 5[] 도 비 가시 다
나 트에 상 동 시 과 동 도 는
각 개별 비 비에 리 고 체
곡 도 감 시키는 것 직 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 34 -
37 (electronic filter)
371 능동 (active filter)
능동 는 고 감 보상 1990 후 산업 에
리 사용 고 다 동 L-C 는 달리 능동 는 network에 공진
생시킬 우 가 없고 원 변 에도 지 는다 능동
태 병 능동 Fig3-11에 도시 다
Fig3-11 Block diagram of shunt connection active filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 35 -
Fig3-11에 각 들 계는 식(3-2) 같다
(3-2)
단 원 ( 본 ) 비 능동 (고 )
능동 는 CT 사용 여 비 다 CT 검
신 notch 에 가 여 본 거 고
얻 다 신 어시 에 가 여 IGBT 생시 고
복 폭 후 에 주 다 고 보상
다 능동 는 비 에 그 가 동 고
공 고 에 원 단지 본 만 공 다 능동 는
공 곡 심 경우 커 시 상
동 지 는다 능동 는 균 보상
는 능도 가지고 고 SCR 동 line notching 감 시키 도
다 지만 원 균 에는 매우 민감 다
372 능동- 동 (hybrid active-passive filter)
능동- 동 는 다량 고 거 는 등에 병 능동
다 동 는 능동 그 지 능
동 담 감 시킬 다 동 에 능동 연결
계통에 병 공진 생 가능 특 과 원 변
에 능변 등 동 단 거 다 Fig3-12는 병
동-능동 계통도 보여주고 다 능동 5차 7차 고
거 동 L-C 어 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 36 -
Fig3-12 Theoretical shunt passive-active hybrid filter
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 37 -
4 본 에 는 고 감 식
Fig4-1 보 원 갖는 12- diode 보여 다
Fig4-1 Auxiliary-supply assisted 12-pulse diode rectifier
12- 는 개 6- Rec1 Rec2 어 다
Rec1 Δ-Δ결 변 거쳐 원 에 연결 어 고 Rec2는 Δ-Y결
변 통 연결 어 다 3상 30deg
상차 가 재 다 Rec1과 Rec2 크 가 동 게 도 변
비 결 다 DC 개 같 용량 커 시 에
균 게 고 커 시 Rec1과 Rec2 에 연결 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 38 -
41 본개
Rec1과 Rec2 직 과 가 Fig4-2 (a) (b) 같다고 가
보
Fig4-2 Hypothetical input current waveforms
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 39 -
과 는 삼각 고 상 주 는 원 6
고 DC 평균 는 다 경우 각 상
( )는 Fig4-2 (c)sim(e)가 다 주
트럼 Fig4-3과 같다 12- 에 과 에는 5차 7
차 고 재 지만 상 에는 상쇄 어 나타나지 고 11차
13차 고 도 거 포 어 지 다 결과 고 106
[] 도 매우 낮다 그러므 만 DC 가 Fig4-2 (a) (b)
같 상 가진다 고 특 24- 사 질 것 다
Fig4-3 Frequency spectra of hypothetical input current
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 40 -
42 AVS(보 원 ) 삽
Fig4-2 같 상 얻 여 Fig4-1과 같 단상 보 원
(AVS auxiliary voltage supply) DC bus 에 삽 다 AVS
가 사용 도 지만 본 에 는 삼각
용 다 보 원 평균 크 는 주 에
가능 고 다 드가 통 는 간 극 도 시킨다
AVS는 원주 6 에 당 는 주 다
43 AVS 개
Fig4-3 12- 다 드 에 AVS 지 경우
도시 고 다
Fig4-4 Voltage and current waveforms without AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 41 -
과 가 다 게 보 지만 같 (6nplusmn1)차 고 가지고
다 과 짝 고 상 같고 상 다
고 상 에 나타나지 는다 것 12-
가 큰 다 그러나 짝 고 여 재 고 Fig4-4
다 가지 견 다
1) 여 곡 어 다
2) 상 상 상보다 진다
본 에 는 러 들 결 AVS 다 통
여 고 감 역 상승 본다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 42 -
44 AVS 동 원리
Fig4-5에 Rec1 고 커 시 DC 다
Fig4-5 Detailed circuit of rectifier Rec1
3상 평 식(4-1)과 같 경우 Fig4-6(a)는 3상
고 (b)는 상 (c)는 본 에 는 보 원
나타내고 다
sin
sin (4-1)
sin
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 43 -
Fig4-6 Waveforms of rectifiers with auxiliary voltage supply
(a) 3-phase voltages (b) DC currents and
(c) auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 44 -
Fig4-5 Fig4-6에 고 deg에 D5 D1
(轉流)가 어나고 다고 가 에는 가 D5 D6 통
고 었다 차 가 감 시키고 가시킬 것
다 (轉流)가 료 는 시간 것 나타내고
복각(commutation overlap angle) 다 복 간 상
상 보다 만큼 진다 만 보 원 삽
는 거 다 보 원 는 Fig4-6(c) 같 평균크 가
삼각 고 주 는 원 주 6 다
deg시 D5에 D1 가 생 는 시 deg직 지
deg deg 지 상 고 보
441 ∘ ∘ 경우
간 동 C상 값 고 B상 값 에
D5 D6 통 다 Fig4-5 간 식 식(4-2)
같 다
(4-2)
( ) Fig4-6(b) 같 시간에 거 감 다
Fig4-2(a)에 볼 는 같 deg 간
deg시 (zero) 지 직 감 는 것 상 다 에
당 는 30deg는 에 상당 는 시간 고 므 30deg동
평균변 식(4-3) 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 45 -
(4-3)
여 DC 다
식(4-3) 식(4-2) 변에 용 식(4-4) 얻 다
(4-4)
Fig4-2(a) 같 직 상 변 시키
는 식(4-3) 평균변 과 간변 도 어 는
식(4-2) 식(4-4)에 식(4-5) 만 는 매 간 가
다
(4-5)
보 원 어 비 간략 ≃
같 크 가 도 다
그러나 경우 어계통 단 지지만 어 건 만 다고 볼
는 없다
본 에 는 보다 어 식 고 보고 다
상상태에 식(4-5) 커 시 값 간
에 비 여 상 변 가 다 Fig4-6(a)에 커 시 에
가 는 는 deg 시 상 크 ( times ) 가
고 deg 시 상 크 15( ) 가 낮다 그러므
값( ) 나타나는 deg 시 에 보 원 가
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 46 -
가 고 deg 에 가 낮 다
deg 시 변 가 가 rarr 감 는 극 원 는
변 얻 가 가 므 보 원 가
간 값 ( at
deg) 는 것 타당 다고 다
에 ∘sim∘ 간 평균 식(4-4)에 가 어
므 간 직 시키 ∘에 는 다
다 식과 같 보 원 다
∘ (4-6)
∘ (4-7)
단 ( )는 가 평균값 크 고 deg시
값 다
Fig4-7 보 원 가 도시 고 다
Fig4-7 Waveforms of the proposed auxiliary voltage supply
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 47 -
442 ∘ ∘ 경우
deg시 에 D5 D1 (轉流)가 어난다 간 동
( )는 D1과 D6 통 므 식 식(4-8)과 같다
(4-8)
deg시 에 deg시 에 지 가 어
므 보 원에 가 식(4-9)가 다
(4-9)
식(4-5) 식(4-9)에 각각 나타낸 ∘시 ∘시
크 는 같지 것 다
다시 말 (at 0deg) ne (at 30deg)
다 Rec1만 고 경우 보 원 가 비
는 것 직 다 그러나 Fig4-1과 Fig4-6(b)에 는 같
보 원 는 Rec1과 Rec2에 동시에 용 어 각각 용
다 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직 상 감
시킨 Rec2에 가 어 같 상 가시 다
마찬가지 ∘ ∘ 간동 Rec1에 가 어 직
가시킨 Rec2에 가 어 같 상 감 시 다
그러므 ∘ ∘에 는 ∘ ∘ 경우 같 크
가 어 가 Fig4-7에 볼 듯 다 과 같
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 48 -
∘ (4-10)
∘ (4-11)
식(4-4)에 듯 보 원 평균 크 는
에 비 다
보 원 사용 (轉流)가 간 끝나 에
사 에 시간지연 생 지 므 에 계없 역 1 지
다
Rec1 변 는 Δ-Δ Rec2 변 는 Δ-Y 므 Rec2에 가 는
3상 AC Rec1 보다 30deg 다 Rec2 변 1차 는
상 2차 차 가 다 Fig4-2(d) 같
다 결과 AVS 용 상 고 (THD)
감 시킬 고 역 도 개 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 49 -
5 시뮬 검
51 컴퓨 시뮬 다 어그
본 에 고 감 식 여 컴퓨 시
뮬 다 12- diode 6[MW] 간
22[kV] 주 는 60[Hz] 가 변 리 는 25[] dc
커 시 들 용량 12[mF] 간주 다 Fig5-1 트웨어 PSIM
시뮬 다 어그 보여주고 다
Fig5-1 Simulation diagram using PSIM for the proposed scheme
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 50 -
52 시뮬 결과
521 100[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-2는 보 원 사용 지 경우 원 상 각
각 상 보여주고 다
각 는 상 다 뿐 동 크 상 나타내고 다
그러나 상 동용 변 Δ-Δ Δ-Y 변 채용 각
는 상 30deg 상 므 다 상 가짐 볼 다 지
만 각 고 동 다 (f)는 상 나타
내고 고 고 (THD) 91[] 다
(a) source phase voltage
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 51 -
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 52 -
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-2 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 100[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-3 보 원 용 경우 보 원 각
각 원 상 도시 고
다 가 Fig5-2에 비 삼각 에 가 게 어
고 상 도 개 었 볼 다 경우 상
고 36[] 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 53 -
(a) square wave - AVS
(b) output current from rectifier1
(c) output current from rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 54 -
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier2
(f) input phase current
Fig5-3 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 100[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 55 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-4는 본 에 는 개 보 원 용 경우 보
원 각 각
상 나타내고 다 가 Fig5-3에 비 보
다 삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었
볼 다 경우 상 고 27[] 었다
(a) advanced AVS
(b) output current from rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 56 -
(c) output current from rectifier2
(d) input current to rectifier1
(e) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 57 -
(f) input phase current
Fig5-4 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 100[])
522 50[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-5는 50[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 도시 고 다 100[]시 보다
각 곡 어 고 연 간 나타날 짐
보 고 다 상 도 찌그러지고 리 가 볼
다 경우 상 고 116[] 도 나타내었
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 58 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-5 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 50[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 59 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-6 50[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
가 Fig5-5에 비 날 게 어 볼 다 상
도 리 크게 어 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
116[]에 59[] 폭 감 었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 60 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-6 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 50[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-7 50[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 가 Fig5-6에 비 보다
삼각 에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 61 -
59[]에 45[] 감 었다
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 62 -
(d) input phase current
Fig5-7 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 50[])
523 30[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-8는 30[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감
각 는 연 간 나타나고 곡 심 짐 볼
다 상 도 리 어 고 147[] 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 63 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 64 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-9는 30[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
는 간 어 볼 다 Fig5-8에 비 상
도 리 어 다 개 었 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
147[]에 101[] 감 었지만 그 과가 100[] 50
[] 상태에 비 크게 어짐 다 다시 말
보 원 경우 에 고 감 과가 크지 볼 다
(a) square wave - AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 65 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 66 -
3)개 보 원 용 경우
Fig5-10 30[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 (12)주 동 에
비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼 다
가 Fig5-9에 비 연 간도 짧고 보다 날 워 삼각
에 가 게 어 고 상 도 욱 개 었 볼
다 보 원 사용 경우에 비 상 고
101[]에 64[] 감 었다 본 에 식
보 원 에 비 에 탁월 고 감 특 가지
고 다
(a) advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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S_0001
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 67 -
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
(d) input phase current
Fig5-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 30[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 68 -
524 20[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-11 20[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 가 욱
감 각 연 간 고 심 게
찌그러짐 볼 다 상 도 리 크 폭 어 고
197[] 상승 다
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
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S_0001
- 102 -
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control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 69 -
(c) input phase current
Fig5-11 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 20[])
2) 보 원 용 경우
Fig5-12는 20[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 감 었고 각
상 가 간 었지만 그 차 가 눈에 게 크게 개
지는 볼 다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
197[]에 163[] 감 었지만 그 과는 미미 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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conversion for large industrial loads The integration of a series
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 70 -
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier2
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 71 -
(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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(d) input phase current
Fig5-12 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 20[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-13 20[]상태에 본 에 는 개 보 원
용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 마찬가지 보 원 (12)
주 동 에 비 크 가 변 뿐 니 도 공 볼
다 가 Fig5-12에 비 연 간도 짧고 보다 날 게
어 고 상 도 욱 개 었 볼 다
상 고 보 원 사용 경우에 비
163[]에 77[] 크게 감 것 볼 식 특
얼마나 탁월 지 보여 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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S_0001
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 72 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 73 -
(d) input phase current
Fig5-13 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load Factor 20[])
525 10[]
1)보 원 사용 지 경우
Fig5-14는 10[] 상태에 보 원 사용 지 경우 각
상 보여주고 다 감 각
연 간 고 곡 심각 볼
다 상 도 리 크 폭 크게 어 는 거리가
나타내고 다 상 고 346[] 지 상승
다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
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power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
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ndash1193 SepOct 1997
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with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
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and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
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S_0001
- 102 -
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control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 74 -
(a) input current to rectifier1
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig5-14 Simulation voltage and current waveforms without AVS
(Load Factor 10[])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
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harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
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S_0001
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with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
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[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
Annu Meeting 1996 pp1040ndash1047
[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 75 -
2) 보 원 용 경우
Fig5-15는 10[] 상태에 보 원 용 경우 보
원 각 상 도시 고 다
보 원 에 비 여 크게 감 었고
상 는 보 원 사용 지 거 차 가 없
다
경우 보 원 사용 지 에 비 상 고
346[]에 324[] 고 감 과는 거 없었다
(a) square wave - AVS
(b) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 76 -
(c) input current to rectifier2
(d) input phase current
Fig5-15 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load Factor 10[])
3)개 보 원 용 경우
Fig5-16 10[]상태에 본 에 는 개 보
원 용 경우 보 원 각 상
나타내고 다 보 원 보다 변 고
다 상 고 보 원 사용 경
우에 비 324[]에 102[] 크게 감 었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 77 -
(a) advanced AVS
(b) input current to rectifier1
(c) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
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with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
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conversion for large industrial loads The integration of a series
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INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 78 -
(d) input phase current
Fig5-16 Simulation voltage and current waveforms with
the Advanced AVS (Load Factor 10[])
53 시뮬 결과 검
Fig5-17 12- 다 드 에 보 원 사용 지 경
우 보 원 용 경우 본 에 는 개 보
원 용 경우 에 상 고
나타낸 것 다
100[] 상태에 고 각각 91[] 36[]
27[] 각각 고 60[] 70[] 감 시 보 원
개 보 원 고 감 과 보 다
50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보 다
49[] 본 에 식 61[] 고
감 능 나타내었다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
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감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 79 -
30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[] 었다
보 원 고 감 과가 31[] 어진
본 에 식 57[] 고 감 시 다
20[]시 THD는 각각 197[] 163[] 77[] 고 감
17[] 61[] 었다 어 식에 비 본 에
식 탁월 고 감 과 보 다
10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[] 102
[] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감 과가 거 없
지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주고 다
어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는 고
감 보 지만 본 에 식 에 걸쳐 57~71
[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
( 100[]) 근에 운 는 경우 보
원 용 여도 지만 에 고 에 지 폭
운 용 에 는 본 에 식 훨
뛰어난 고 감 책 것 고 사료 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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S_0001
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INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 80 -
Fig5-17 Comparison of THD by changing the rate of load
(a) without AVS (b) the square wave - AVS
(c) the Advanced AVS
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 81 -
6 실험 검
61 실험
611 실험 시
본 에 는 12- 에 고 감 체 실험
시 Fig6-1에 도시 다 시 체 삼
상 시 과 AVS용 PWM 나누어진다
Fig 6-1 Configuration of auxiliary voltage supply used for experiment
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 82 -
612 AVS용 PWM 어
PWM 는 MICROCHIP사 dsPIC30F6010A 사용 여 다
dsPIC30F6010A는 DSP 듈 내 16비트 마 크 컨트 러
30 MIPS 동 고 4개 sample amp hold 듈 내 10비트 AD
컨 등 내 고 다
검 연 사용 다 는 LEM사 LAH
25-NP 사용 다 원 원 사용 고 므 단
에 여 후 OP Amp TL082 용 여
dsPIC30F6010A AD 0 ~ 5[V] 변 다
직 검 연 검 LEM 사 LV 25-P 사용
다 검 역시 므 단 에 고
같 식 dsPIC30F6010A AD 에 연결 다
PWM 에 생 는 는 IGBT 과 시에
생 는 PWM 에 직 검 시 원
신 에 가 어 신 곡시키므 AD 에
가 거나 그 에 링 는 가 다
같 들 가 거나 링 그 에 지
연 다 본 에 PWM 경우는 IGBT 간과
간 여 AD 샘 링 실시 여 가 나 그
없 거 는 식 사용 다
보 원 PWM
어 에는 3상 브리지 평 용 가 다
보 원 공 원 는 IGBT 듈 사용 여 다
IGBT 듈 FAIRCHILD 사 FSAM30SH60A 는 Smart Power Module
사용 다 듈 600[V] 30[A] IGBT 6개 어 고 IGBT
gate driver가 내 어 bootstrap 능 gate driver단 원
간편 게 다 가 IGBT 듈 도 니 링 능과 과
에 IGBT 듈 상 지 fault signal 생 능들 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 83 -
dsPIC30F6010A에 는 4개 PWM 신 는 HCPL-4503에 여
연 어 다
613 실험
Fig6-2는 실험에 사용 실험 사진 보 것 다
Fig6-3 보 원 용 PWM Fig6-4는 삼상트
듈 보여주고 다
Fig 6-2 Configuration of the experimental devices
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
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active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
Annu Meeting 1996 pp1040ndash1047
[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 84 -
Fig 6-3 Configuration of the PWM Inverter for AVS
(a) (b)
Fig 6-4 Configuration of the Transformers and Rectifiers
(a) Three phases transformers (b) Three phases rectifiers
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
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now and in the futurerdquo IEEE Trans Ind Appl vol IA-38 no 4
pp934ndash940 JulAug 2002
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currentsrdquoIEEE Trans Ind Appl vol 30 no 2 pp 294ndash304
MarApr1994
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in Electrical Power Systems IEEE Std 519-1992 1992
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Methods for Clean Power New York IEEE Press 1996
[6] J R Rodriguez et al ldquoLarge current rectifiers state of the art and
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746Jun 2005
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multipulse connection of asymmetrically loaded rectifiersrdquo IEEE
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no 12 pp 2128ndash2141 Dec 2005
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current modulated interface with 3-phase utility systems to minimize
line current harmonicsrdquo in Proc IEEE PELS PESC 1992 pp 162ndash
167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 100 -
[11] L Freitas M Simoes C Canesin and L Freitas ldquoProgramable PFC
based hybrid multipulse power rectifier for ultra clean power
applicationrdquoIEEE Trans Power Electron vol 21 no 4 pp 959ndash
966 Jul2006
[12] F Al Haddad and R Parimelalagan ldquoA New modulation techniquefor
reducing the input current harmonics of a three-phase diode rectifier
with capacitive loadrdquo IEEE Trans Ind Appl vol 33 no 5 pp1185
ndash1193 SepOct 1997
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rectification scheme based on zero-sequence current injectionrdquo IEEE
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harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
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reactor for 12-pulse rectifiers provides clean power utility
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output voltages of a double-connected inverterrdquo IEEE Trans Power
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of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 85 -
62 실험결과 검
실험 는 300[W] 500[W] 에 각각 보 원 사용 지
경우 보 원 개 보 원 용 경우
고 특 본다
621 300[W] 경우
1) Fig6-5는 300[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고
고 174[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
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746Jun 2005
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ndash1193 SepOct 1997
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Prentice-Hall 1986
[16] R W Erickson and D Maksimovic Fundamentals of Power
Electronics Norwell MA Kluwer 2001
[17] S Miyairi S Iida and K Nakata ldquoNew method for reducing
harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
transformerrdquoIEEE Trans Ind Appl vol IA-22 no 5 pp 790ndash797
SepOct 1986
[18] S Choi P Enjeti H Lee and I Pitel ldquoA new active interphase
reactor for 12-pulse rectifiers provides clean power utility
interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 32 no 6 pp 1304ndash1311
NovDec 1996
[19] S Masukawa and S Iida ldquoA method for reducing harmonics in
output voltages of a double-connected inverterrdquo IEEE Trans Power
Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
applicationsrdquo in Proc 33rd IEEE IAS Annu Meeting 1998 pp 1286
ndash1293
[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
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[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
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[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
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A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
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reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
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[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 86 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-5 Experiment voltage and current waveforms without AVS
- (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
[2] ASiebert A Troedson and S Ebner ldquoAC to dc power conversion
now and in the futurerdquo IEEE Trans Ind Appl vol IA-38 no 4
pp934ndash940 JulAug 2002
[3] D E Rice ldquoA detailed analysis of six-pulse converter harmonic
currentsrdquoIEEE Trans Ind Appl vol 30 no 2 pp 294ndash304
MarApr1994
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Methods for Clean Power New York IEEE Press 1996
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future trendsrdquo IEEE Trans Ind Electron vol 52 no 3 pp 738ndash
746Jun 2005
[7] C Rech and J R Pinheiro ldquoLine current harmonics reduction in
multipulse connection of asymmetrically loaded rectifiersrdquo IEEE
Trans Ind Electron vol 52 no 3 pp 640ndash652 Jun 2005
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no 12 pp 2128ndash2141 Dec 2005
[9] M Rastogi R Naik and N Mohan ldquoOptimization of a novel dc link
current modulated interface with 3-phase utility systems to minimize
line current harmonicsrdquo in Proc IEEE PELS PESC 1992 pp 162ndash
167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
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S_0001
- 100 -
[11] L Freitas M Simoes C Canesin and L Freitas ldquoProgramable PFC
based hybrid multipulse power rectifier for ultra clean power
applicationrdquoIEEE Trans Power Electron vol 21 no 4 pp 959ndash
966 Jul2006
[12] F Al Haddad and R Parimelalagan ldquoA New modulation techniquefor
reducing the input current harmonics of a three-phase diode rectifier
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ndash1193 SepOct 1997
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rectification scheme based on zero-sequence current injectionrdquo IEEE
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- 102 -
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연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 87 -
2) Fig6-6는 300[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 161[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 99 -
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reducing the input current harmonics of a three-phase diode rectifier
with capacitive loadrdquo IEEE Trans Ind Appl vol 33 no 5 pp1185
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harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
transformerrdquoIEEE Trans Ind Appl vol IA-22 no 5 pp 790ndash797
SepOct 1986
[18] S Choi P Enjeti H Lee and I Pitel ldquoA new active interphase
reactor for 12-pulse rectifiers provides clean power utility
interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 32 no 6 pp 1304ndash1311
NovDec 1996
[19] S Masukawa and S Iida ldquoA method for reducing harmonics in
output voltages of a double-connected inverterrdquo IEEE Trans Power
Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
applicationsrdquo in Proc 33rd IEEE IAS Annu Meeting 1998 pp 1286
ndash1293
[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
Annu Meeting 1996 pp1040ndash1047
[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
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reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 88 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-6 Experiment voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
[2] ASiebert A Troedson and S Ebner ldquoAC to dc power conversion
now and in the futurerdquo IEEE Trans Ind Appl vol IA-38 no 4
pp934ndash940 JulAug 2002
[3] D E Rice ldquoA detailed analysis of six-pulse converter harmonic
currentsrdquoIEEE Trans Ind Appl vol 30 no 2 pp 294ndash304
MarApr1994
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in Electrical Power Systems IEEE Std 519-1992 1992
[5] D A Paice Power Electronic Converter Harmonic Multipulse
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746Jun 2005
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multipulse connection of asymmetrically loaded rectifiersrdquo IEEE
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no 12 pp 2128ndash2141 Dec 2005
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167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
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S_0001
- 100 -
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with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
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[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
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in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
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[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
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S_0001
- 102 -
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[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 89 -
3) Fig6-7는 300[W] 가 가 상태 에 개 보 원 사
용 경우 각 원 상 보여주고
고 138[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
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multipulse connection of asymmetrically loaded rectifiersrdquo IEEE
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no 12 pp 2128ndash2141 Dec 2005
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reducing the input current harmonics of a three-phase diode rectifier
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harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
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[18] S Choi P Enjeti H Lee and I Pitel ldquoA new active interphase
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S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
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[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
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[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
Annu Meeting 1996 pp1040ndash1047
[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 90 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-7 Experiment voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 300[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
[2] ASiebert A Troedson and S Ebner ldquoAC to dc power conversion
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pp934ndash940 JulAug 2002
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currentsrdquoIEEE Trans Ind Appl vol 30 no 2 pp 294ndash304
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746Jun 2005
[7] C Rech and J R Pinheiro ldquoLine current harmonics reduction in
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[9] M Rastogi R Naik and N Mohan ldquoOptimization of a novel dc link
current modulated interface with 3-phase utility systems to minimize
line current harmonicsrdquo in Proc IEEE PELS PESC 1992 pp 162ndash
167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 100 -
[11] L Freitas M Simoes C Canesin and L Freitas ldquoProgramable PFC
based hybrid multipulse power rectifier for ultra clean power
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966 Jul2006
[12] F Al Haddad and R Parimelalagan ldquoA New modulation techniquefor
reducing the input current harmonics of a three-phase diode rectifier
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ndash1193 SepOct 1997
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rectification scheme based on zero-sequence current injectionrdquo IEEE
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Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
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S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
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ndash1293
[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
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conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
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[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
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리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 91 -
622 500[W] 경우
1) Fig6-8는 500[W] 가 가 상태 에 보 원 사용 지
경우 각 원 상 보여주고 고
112[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
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746Jun 2005
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167
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Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
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and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
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in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
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10-295080 A 1998
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twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
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[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
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- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 92 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-8 Simulation voltage and current waveforms without AVS
- (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
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MarApr1994
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multipulse connection of asymmetrically loaded rectifiersrdquo IEEE
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167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 100 -
[11] L Freitas M Simoes C Canesin and L Freitas ldquoProgramable PFC
based hybrid multipulse power rectifier for ultra clean power
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[12] F Al Haddad and R Parimelalagan ldquoA New modulation techniquefor
reducing the input current harmonics of a three-phase diode rectifier
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harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
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[18] S Choi P Enjeti H Lee and I Pitel ldquoA new active interphase
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NovDec 1996
[19] S Masukawa and S Iida ldquoA method for reducing harmonics in
output voltages of a double-connected inverterrdquo IEEE Trans Power
Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
applicationsrdquo in Proc 33rd IEEE IAS Annu Meeting 1998 pp 1286
ndash1293
[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
Annu Meeting 1996 pp1040ndash1047
[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
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[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
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[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
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[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 93 -
2) Fig6-9는 500[W] 가 가 상태 에 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 97[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
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746Jun 2005
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Trans Ind Electron vol 52 no 3 pp 640ndash652 Jun 2005
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no 12 pp 2128ndash2141 Dec 2005
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current modulated interface with 3-phase utility systems to minimize
line current harmonicsrdquo in Proc IEEE PELS PESC 1992 pp 162ndash
167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
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- 100 -
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966 Jul2006
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Electronics Norwell MA Kluwer 2001
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harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
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reactor for 12-pulse rectifiers provides clean power utility
interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 32 no 6 pp 1304ndash1311
NovDec 1996
[19] S Masukawa and S Iida ldquoA method for reducing harmonics in
output voltages of a double-connected inverterrdquo IEEE Trans Power
Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
applicationsrdquo in Proc 33rd IEEE IAS Annu Meeting 1998 pp 1286
ndash1293
[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
Annu Meeting 1996 pp1040ndash1047
[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 94 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-9 Simulation voltage and current waveforms with the
square wave - AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
[2] ASiebert A Troedson and S Ebner ldquoAC to dc power conversion
now and in the futurerdquo IEEE Trans Ind Appl vol IA-38 no 4
pp934ndash940 JulAug 2002
[3] D E Rice ldquoA detailed analysis of six-pulse converter harmonic
currentsrdquoIEEE Trans Ind Appl vol 30 no 2 pp 294ndash304
MarApr1994
[4] IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control
in Electrical Power Systems IEEE Std 519-1992 1992
[5] D A Paice Power Electronic Converter Harmonic Multipulse
Methods for Clean Power New York IEEE Press 1996
[6] J R Rodriguez et al ldquoLarge current rectifiers state of the art and
future trendsrdquo IEEE Trans Ind Electron vol 52 no 3 pp 738ndash
746Jun 2005
[7] C Rech and J R Pinheiro ldquoLine current harmonics reduction in
multipulse connection of asymmetrically loaded rectifiersrdquo IEEE
Trans Ind Electron vol 52 no 3 pp 640ndash652 Jun 2005
[8] H Akagi ldquoActive harmonic filtersrdquo Proceedings of the IEEE vol 93
no 12 pp 2128ndash2141 Dec 2005
[9] M Rastogi R Naik and N Mohan ldquoOptimization of a novel dc link
current modulated interface with 3-phase utility systems to minimize
line current harmonicsrdquo in Proc IEEE PELS PESC 1992 pp 162ndash
167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 100 -
[11] L Freitas M Simoes C Canesin and L Freitas ldquoProgramable PFC
based hybrid multipulse power rectifier for ultra clean power
applicationrdquoIEEE Trans Power Electron vol 21 no 4 pp 959ndash
966 Jul2006
[12] F Al Haddad and R Parimelalagan ldquoA New modulation techniquefor
reducing the input current harmonics of a three-phase diode rectifier
with capacitive loadrdquo IEEE Trans Ind Appl vol 33 no 5 pp1185
ndash1193 SepOct 1997
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rectification scheme based on zero-sequence current injectionrdquo IEEE
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harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
transformerrdquoIEEE Trans Ind Appl vol IA-22 no 5 pp 790ndash797
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[18] S Choi P Enjeti H Lee and I Pitel ldquoA new active interphase
reactor for 12-pulse rectifiers provides clean power utility
interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 32 no 6 pp 1304ndash1311
NovDec 1996
[19] S Masukawa and S Iida ldquoA method for reducing harmonics in
output voltages of a double-connected inverterrdquo IEEE Trans Power
Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
applicationsrdquo in Proc 33rd IEEE IAS Annu Meeting 1998 pp 1286
ndash1293
[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
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[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 95 -
3) Fig6-10는 500[W] 가 가 상태 에 개 보 원
사용 경우 각 원 상 보여주고
고 85[] 었다
(a) input current to rectifier1
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
[2] ASiebert A Troedson and S Ebner ldquoAC to dc power conversion
now and in the futurerdquo IEEE Trans Ind Appl vol IA-38 no 4
pp934ndash940 JulAug 2002
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MarApr1994
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746Jun 2005
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Trans Ind Electron vol 52 no 3 pp 640ndash652 Jun 2005
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no 12 pp 2128ndash2141 Dec 2005
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line current harmonicsrdquo in Proc IEEE PELS PESC 1992 pp 162ndash
167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
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- 100 -
[11] L Freitas M Simoes C Canesin and L Freitas ldquoProgramable PFC
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966 Jul2006
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rectification scheme based on zero-sequence current injectionrdquo IEEE
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interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 32 no 6 pp 1304ndash1311
NovDec 1996
[19] S Masukawa and S Iida ldquoA method for reducing harmonics in
output voltages of a double-connected inverterrdquo IEEE Trans Power
Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
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S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
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[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
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conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
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[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
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A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 96 -
(b) input current to rectifier2
(c) input phase current
Fig6-10 Simulation voltage and current waveforms with the
Advanced AVS (Load 500[W])
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
[2] ASiebert A Troedson and S Ebner ldquoAC to dc power conversion
now and in the futurerdquo IEEE Trans Ind Appl vol IA-38 no 4
pp934ndash940 JulAug 2002
[3] D E Rice ldquoA detailed analysis of six-pulse converter harmonic
currentsrdquoIEEE Trans Ind Appl vol 30 no 2 pp 294ndash304
MarApr1994
[4] IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control
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[5] D A Paice Power Electronic Converter Harmonic Multipulse
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[6] J R Rodriguez et al ldquoLarge current rectifiers state of the art and
future trendsrdquo IEEE Trans Ind Electron vol 52 no 3 pp 738ndash
746Jun 2005
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multipulse connection of asymmetrically loaded rectifiersrdquo IEEE
Trans Ind Electron vol 52 no 3 pp 640ndash652 Jun 2005
[8] H Akagi ldquoActive harmonic filtersrdquo Proceedings of the IEEE vol 93
no 12 pp 2128ndash2141 Dec 2005
[9] M Rastogi R Naik and N Mohan ldquoOptimization of a novel dc link
current modulated interface with 3-phase utility systems to minimize
line current harmonicsrdquo in Proc IEEE PELS PESC 1992 pp 162ndash
167
[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
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S_0001
- 100 -
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based hybrid multipulse power rectifier for ultra clean power
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966 Jul2006
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reducing the input current harmonics of a three-phase diode rectifier
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ndash1193 SepOct 1997
[13] S Choi CWon and G Kim ldquoA new three-phase harmonic-free
rectification scheme based on zero-sequence current injectionrdquo IEEE
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[17] S Miyairi S Iida and K Nakata ldquoNew method for reducing
harmonics improved in input and output of rectifier with interphase
transformerrdquoIEEE Trans Ind Appl vol IA-22 no 5 pp 790ndash797
SepOct 1986
[18] S Choi P Enjeti H Lee and I Pitel ldquoA new active interphase
reactor for 12-pulse rectifiers provides clean power utility
interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 32 no 6 pp 1304ndash1311
NovDec 1996
[19] S Masukawa and S Iida ldquoA method for reducing harmonics in
output voltages of a double-connected inverterrdquo IEEE Trans Power
Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
applicationsrdquo in Proc 33rd IEEE IAS Annu Meeting 1998 pp 1286
ndash1293
[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
Annu Meeting 1996 pp1040ndash1047
[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 97 -
7 결
본 에 는 근 산업 에 폭 게 사용 고 는 12- 다 드
고 감 책 보 원 단 보
DC 에 개 보 원 삽 는 것 다
에 경과 어 고리 도 고 컴퓨
시뮬 통 다 과 같 결 얻 었다
1) 100[] 상태에 보 원 사용 지 경우
보 원 개 보 원 용 경우 상
고 각각 91[] 36[] 27[] 각각 고
60[] 70[] 감 시 고 감 과
보 다
2) 50[] 상태에 는 각각 116[] 59[] 45[] THD 보
다 49[] 본 에 식
61[] 고 감 능 나타내었다
3) 30[] 에 는 고 147[] 101[] 64[]
었다 보 원 고 감 과가 31[]
어진 본 에 식 57[] 고 감 시
다
4) 20[]시 THD는 197[] 163[] 77[] 었고 고
감 각각 17[] 61[] 었다 어 식에 비
본 에 식 탁월 고 감 과 보 다
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S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
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특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 99 -
[1] Shoji Fukuda Masaaki Ohta and Yoshitaka Iwaji ldquoAn
Auxiliary-Supply-Assisted Harmonic Reduction Scheme for
12-Pulse Diode Rectifiersrdquo IEEE Trans on power electronics vol
23 no 3 pp1270-1277 May 2008
[2] ASiebert A Troedson and S Ebner ldquoAC to dc power conversion
now and in the futurerdquo IEEE Trans Ind Appl vol IA-38 no 4
pp934ndash940 JulAug 2002
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MarApr1994
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746Jun 2005
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[10] S Kim P N Enjeti and P Packebush ldquoA new approach to improve
power factor and harmonics in a three-phase diode rectifier type
utility interfacerdquo IEEE Trans Ind Appl vol 30 no 5 pp 157ndash
1564 SepOct 1994
참고 헌
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S_0001
- 100 -
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based hybrid multipulse power rectifier for ultra clean power
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Electron vol 9 no 5 pp 543ndash550 Sep 1994
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- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
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[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
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[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
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pp265ndash272 Mar 1999
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A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
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[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
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결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 98 -
5) 10[] 상태에 는 고 각각 346[] 324[]
102 [] 었다 식 THD 6[] 도만 감 시 감
과가 거 없지만 식 71[] 는 운 감 능 보여주
고 다
6) 어 식 에 6~60[] 엄청난 편차 갖는
고 감 보 지만 본 에 식 에 걸
쳐 57~71[] 는 고 뛰어난 고 감 나타내었다
7) ( 100[]) 근에 운 는 경우
어느 것 나 보 원 용 여도 지만 에
고 에 지 폭 운 용 에 는
본 에 식 훨 뛰어난 고 감 책 것 고
사료 다
실험 고 감 다 지만 본 에
식 었다
특 근 많 채용 고 는 진 진 는 격 변동
동 고 진 동 에 비 용량 므 내
질 상 지 는 고 감 책 다
에 비 변 용량 훨 크게 계 다
변 용량에 실 60[] 운 는 것
므 본 에 식 보다 용 책 것 고 생각 다
식 욱 보 여 용량 에 실 용시키는 것 후
과 남겨 다
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- 101 -
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of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
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with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
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into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
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[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
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[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
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twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
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reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
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갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
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- 99 -
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with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
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conversion for large industrial loads The integration of a series
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and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
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in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 103 -
감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
움만 그리고 도 주신 들에게는 감사 만 남는 것 같습니다
직 계 고 는 것들 게 리
움 큽니다 누 가 사과 마 고 나 지식 가득 차는 것
니 내가 얼마큼 지 게 는 게 결 고 언 것
말 지 것 같습니다 그 욱 겸 채찍질 것
결심 게 니다
님 감사 니다 님께는 지식도 웠지만 참
습 보고 그 격에 많 감동 습니다 생들 다 챙 시
그들 미 지도 진심 걱 시는 습 언 가 가 드린 lsquo 생들
가 는 재 시냐rsquo는 질 에 lsquo 말 재미 다rsquo 고 답 신 것
말 큰 감동 습니다 과 과 과 과 통틀어 열 지도
주시는 습 보고 가지 못 마다 늘 끄럽고 죄 습니다
경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
사 드립니다 사과 통 얻 것 다 보다 사님과 같 경
만 사 들 닌가 는 생각 듭니다
근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
가 들에게는 사 다고 고 니다 내 신원 천 에 는 첫
째 들 훈 째 들 빠가 사 다 지 어 니
님 사 니다 지 삼 욱 사 책 지는 가 겠습
니다
갚 없는 주신 나님께 든 드립니다
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S_0001
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[11] L Freitas M Simoes C Canesin and L Freitas ldquoProgramable PFC
based hybrid multipulse power rectifier for ultra clean power
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S_0001
- 101 -
[20] Y Nishida and M Nakaoka ldquoA new harmonic reducing diode rectifier
of capacitor input Type for industrial high-voltage and high-power
applicationsrdquo in Proc 33rd IEEE IAS Annu Meeting 1998 pp 1286
ndash1293
[21] MVillablanca J Nadal and M Bravo ldquoA12-pulse ac-dc rectifier
with high-quality inputoutput waveformsrdquo IEEE Trans Power
Electron vol22 no 5 pp 1875ndash1881 Sep 2007
[22] H Fujita and H Akagi ldquoAn approach to harmonic-free ACDC power
conversion for large industrial loads The integration of a series
active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
Annu Meeting 1996 pp1040ndash1047
[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
vol 22 no5 pp 1882ndash1889 Sep 2007
[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
harmonic active filterrdquo IEEE Trans Power Electron vol 14 no 2
pp265ndash272 Mar 1999
[25] T Okuyama ldquoDiode rectifier circuitrdquo Japan Patent 10-80143
A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
연 사 산
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
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감사
사 과 마 리가 는 시 에 지난 시간들 돌 보니 신에게는
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S_0001
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active filter with a double-series diode rectifierrdquo in Proc IEEE IAS
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[23] W Tangtheerajaroonwong T Hatada KWada and H Akagi ldquoDesign
and performance of a transformerless shunt hybrid filter integrated
into a three-phase diode rectifierrdquo IEEE Trans Power Electron
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[24] P Cheng S Bhattacharya and D Divan ldquoLine harmonics reduction
in high-power systems using square-wave inverters-based dominant
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A1998
[26] Y Iwaji and T Okuyama ldquoPower conversion systemrdquo Japan Patent
10-295080 A 1998
[27] S Fukuda and M Ohta ldquoAn auxiliary-supply-assisted
twelve-pulsediode rectifier with reduced input current harmonicsrdquo in
Proc IEEEIAS Annu Meeting 2004 vol 1 pp 445ndash452
[28] S Fukuda and I Hiei ldquoTwelve-pulse thyristor rectifiers with
reduced input current harmonicsrdquo in Proc IEEJ IPEC Niigata Japan
2005 pp 990ndash994
[29] Data sheets of ABB HiPak IGBT Module 5SND 0800M170100
INSIDabcdef_MS_0001MS_0001INSIDabcdef_MS_0001M
S_0001
- 102 -
[30] Y H Liu N RWatson and J Arrillaga ldquoA new concept for the
control of the harmonic content of voltage source convertersrdquo in
Proc IEEE PEDSrsquo03 2003 pp 793ndash798
[31] 경 2010 차보상 직 크 어 용 도 동
리 도 어에 연 사 산
[32] 복 2013 보 원 에 12- 고 감에
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경 사님 감사 니다 새워 신 처럼 도 주신 것 말 감
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근 님 님 진 님 리 여 감사 드립니다
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