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IP 제어기를 이용한 통신 전원용 3상 PWM 컨버터의 전압 제어
신희근(Shin, Hee-Keun),김학원(Kim, Hag-Wone),조관열(Cho, Kwan-Yuhl),지준근(Ji Jun-Keun) 한국산학기술학회 2011 한국산학기술학회논문지 Vol.12 No.6
대용량 전원장치의 정류기는 입력전류의 고조파를 줄이기 위해, 입력 전류 제어기능을 갖는 3상 PWM 정류 기의 적용이 확대되고 있다. 3상 PWM 정류기의 전압제어기는 일반적으로 PI 제어기가 사용되며, 출력 전압의 안정 성을 얻고 신뢰성을 확보하기 위하여 전압 제어기는 출력전압의 과도상태에서 오버슈트(Overshoot)를 작게 설계한다. 그러나 부하 변동이 급격한 대용량 통신용 전원 장치에 3상 PWM 정류기가 적용될 경우 빠른 부하 변동에 대한 안 정적 전압 응답을 얻기 위하여 보다 넓은 대역폭을 갖도록 전압 제어기를 설계할 필요가 있다. 넓은 대역폭을 갖는 PI 제어기는 과도한 출력전압의 오버슈트가 발생될 수 있으며, 이 과도한 출력전압 오버슈트는 통신용 전원의 안정성 을 해칠 수 있다. 본 논문에서는 과도 상태에서 출력전압의 오버슈트를 작게 하기 위하여 IP 제어기를 갖는 3상 PWM 정류기의 전압 제어기를 제안한다. 제안된 전압 제어기는 3상 PWM 정류기의 기동 시와 부하 변동시의 과도 응답특성을 개선될 수 있음을 시뮬레이션 및 실험을 통해 확인하였다. 3Phase PWM rectifier has become increasingly popular due to its capability of nearly sinusoidal waveform of the input current, and nearly unity power factor operation as a AC/DC rectifier of high capacity telecommunication power supply system. Generally, PI controller is used as a voltage controller of PWM rectifier and voltage controller must be designed to have low overshoot in transient state to get a reliability and stable operation. However, in the application of telecommunication in which load condition is varied very fast, the voltage controller must have a large bandwidth to reduce output voltage variation. The PI controller with large bandwidth arouse the excessive overshoot of the output voltage, and this large output voltage variation degrades the reliability of communication power of the three-phase PWM Rectifier. In this paper, new IP voltage controller for 3 phase PWM rectifier is proposed which has relatively low transient output voltage variation. The improved output characteristics of the transient state voltage responses of the starting and at load changes of the proposed voltage controller are proved by simulations and experiments.
추가적인 센서가 필요 없는 3상 PWM 인버터의 LCL 필터 능동댐핑
안병웅(Byoung-Woong An),신희근(Hee-Keun Shin),김학원(Hag-Wone Kim),조관열(Kwan-Yuhl Cho),한병문(Byoung-Moon Han) 전력전자학회 2013 전력전자학회 논문지 Vol.18 No.1
In this paper, a new active damping method of LCL filter without capacitor voltage sensors is proposed for 3 phase PWM Inverter. Normally, L filter or LCL filter is used as an output filter of grid connected PWM inverter. An LCL filter has more excellent performance than L filter to reduce harmonic current, so the small inductance value can be used. However, the resonance problem in LCL filter is happen due to the zero impedance by the addition of LC branch. To solve the resonance problem, the various active damping method has been proposed so far. Generally, the virtual resistor active damping methods is required to additional hardware sensors for measurement of capacitor voltage and current. In this paper, the new active damping method is proposed without any capacitor voltage or current sensors. In the proposed method, the resonance component of the capacitor voltage of LCL filter can be observed by a simple MRAS(Model Reference Adaptive System) observer without additional hardware sensors, and this component is suppressed by feedforward compensation. The validity of the proposed method is proven by simulation and experiment on the 3-phase PWM inverter system.
PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle) 의 클러치 구동 시스템을 위한 BLDC 모터의 위치제어기
진용신(Yong-Sin Jin),신희근(Hee-Keun Shin),김학원(Hag-Wone Kim),목형수(Hyung-Soo Mok),조관열(Kwan-Yuhl Cho) 전력전자학회 2012 전력전자학회 논문지 Vol.17 No.2
Plug-in Hybrid Electric Vehicle is driven by the engine, the primary traction motor, and the secondary auxiliary motor generating the electric power for battery charging. Secondary auxiliary motor should be connected to the engine or separated from the engine by the clutch system. This paper presents the position controller of the BLDC motor for the clutch system of Plug-in Hybrid Electric Vehicle. The BLDC motor can be applied to the clutch system in spite of it’s low accuracy of the position control due to high gear ratio between the clutch and the motor. Since the attachment and the detachment between the motor and the engine should be carried out within 0.3 seconds, the position controller with fast acceleration and deceleration is implemented. For the torque control with braking operation for the BLDC motor, the modified bipolar PWM method with low current ripple compared to the conventional unipolar PWM is presented. The position control performance of the BLDC motor for the clutch system is verified through the simulation and experiments.
이나리(Na Ri Lee),신희근(Hee Keun Shin),최성호(Sung Ho Choi),김주범(Ju Bum Kim),임재원(Jae Won Lim),박도영(Doh Young Park),목형수(Hyung Soo Mok) 한국철도학회 2014 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.10
자기부상열차는 차량 구조의 특징 상 하부공간이 매우 협소하여 장치의 소형 경량화 연구가 필수적이다. 보조전원장치는 전동기를 제외한 차량의 냉난방, 객실조명, 공기압 제동 등에 사용되는 필수적인 장치이다. 기존 자기부상용 보조전원장치는 필터 리액터와 변압기 등의 사이즈를 줄이기 위해 스위칭 주파수가 높고 손실이 큰 하드 스위칭(Hard Switching)을 사용하였으나 부피의 감소가 크지 않았다. 본 논문에서는 공진형 컨버터의 소프트 스위칭(Soft Switching)을 사용하여 손실을 감소시켜, 냉각장치의 사이즈를 줄이고, 스위칭 주파수를 높여 보조전원장치의 공간을 크게 차지하고 있는 필터 리액터, 변압기 등을 소형 경량화 하였다. 본 연구는 50KVA급 시제품에 대한 모의해석과 실험을 통해 성능을 검증하였으며, 기존 자기부상열차의 보조전원장치와 사이즈, 중량을 비교하였다. The magnetic levitation train characteristic is confined bottom space. So, it must be very important to researching miniaturization and weight reduction of auxiliary power unit. This power device is significant that control whole the cabin"s illumination, air conditioning and heating and air brake equipment. It was used to using hard switching because of reducing size of transformer and filter reactor. But this is not perfect solution decline bulk of auxiliary power unit. For this reason, our dissertation using soft switching device for resonance converter which is decreasing size of cooling system and miniaturization both filter reactor, transformer in occupying space. In this research, we experimented to verifying performance used on prototype 50KVA grade equipment in simulate interpretation and experiment. For the more compared with existing auxiliary power unit"s size and weight on magnetic levitation train.