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매입형 영구자석 동기기를 이용한 풍력발전 시스템에서의 단위전류 당 최대 토크 운전을 위한 회전자 초기위치 추정 및 동기 인덕턴스 계측
강이규,윤동근,정해광,이교범 전력전자학회 2009 전력전자학술대회 논문집 Vol.2009 No.11
본 논문에서는 매입형 영구자석 동기기 (Interior Permanent Magent Synchronous Motor)를 이용한 풍력발전 시스템에서의 효과적인 단위 전류 당 최대 토크 (Maximum Torque Per Amper) 제어를 위해 필요한 파라미터인 영구자석 회전자의 초기위치 및 동기 인덕턴스를 측정하는 방법을 보인다. IPMSM을 이용한 풍력 발전 시스템의 경우 기동 토크를 제대로 발생 시키고, 돌극성으로 나타나는 릴럭턴스 토크를 효과적으로 이용하기 위해서는 정확한 회전자의 초기위치 및 인덕턴스 값이 반드시 필요하다. 제안하는 고주파 입력 시험은 역기전력 성분이 발생하지 않아서 이때의 고정자 전류를 해석하여 모터의 회전 없이 현재의 회전자의 위치 및 인덕턴스 값을 측정할 수 있다. 실험 결과를 바탕으로 제안하는 방법의 타당성을 보인다.
강이규,정희광,이동춘,김장목,이교범 전력전자학회 2010 JOURNAL OF POWER ELECTRONICS Vol.10 No.4
This paper presents simple schemes used to estimate the initial rotor position and the d- and q-axis inductances for effective Maximum Torque per Ampere (MTPA) operation in a wind-power system using an IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Machine). An IPMSM essentially requires an exact coordinate transformation and accurate inductance values to use a reluctance torque caused by the saliency characteristic. In the proposed high-frequency voltage testing method, there is no voltage drop caused by the resistance and the electromotive force. The initial rotor position and the inductance can be measured through an analysis of the stator current without turning the rotor. The experimental results are presented in order to illustrate the feasibility of the proposed method.
병렬 Back-to-Back 컨버터로 구동되는 풍력발전 시스템의 중성점 전압을 이용한 순환전류 보상 기법
강이규(Yi-Kyu Kang),정해광(Hea-Gwang Jung),이상혁(Sang-Hyeok Lee),이교범(Kyo-Beum Lee) 전력전자학회 2009 전력전자학술대회 논문집 Vol.2009 No.1
영구자석형 동기발전기(PMSG)를 이용한 풍력 발전 시스템의 전력변환장치는 계통과 발전기를 직접 연결하므로 전체 시스템의 정격을 고려하여 스위치나 필터의 용량을 선정해야한다. 이러한 스위치나 필터의 용량을 줄이기 위해 전력변환부는 N개의 병렬로 구성하며, 스위칭에 의한 고조파를 효과적으로 줄이기 위해서는 Carrier Phase Shifted 스위칭 기법을 사용한다. 하지만 병렬운전으로 전력변환부는 적은 기전력의 차이에도 영상전류에 의한 순환전류가 발생하여 반도체 스위치에 악영향을 미친다. 본 논문에서는 영구자석형 동기발전기를 이용한 풍력발전기의 병렬운전 시스템을 구성하고 병렬운전으로 인해 발생할 수 있는 순환전류를 저감하기위해 중성점 전압을 이용한 영상전류 보상 기법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 타당성을 검증한다.
매입형 영구자석 동기기를 이용한 풍력발전 시스템에서의 단위전류 당최대 토크 운전을 위한 회전자 초기위치 추정 및 동기 인덕턴스 계측
강이규(Yi-Kyu Kang),윤동근(Dong-Keun Yoon),정해광(Hea-Gwang Jung),이교범(Kyo-Beum Lee) 전력전자학회 2009 전력전자학술대회 논문집 Vol.2009 No.2
본 논문에서는 매입형 영구자석 동기기 (Interior Permanent Magent Synchronous Motor)를 이용한 풍력발전 시스템에서의 효과적인 단위 전류 당 최대 토크 (Maximum Torque Per Amper)제어를 위해 필요한 파라미터인 영구자석 회전자의 초기위치 및 동기 인덕턴스를 즉정하는 방법을 보인다. IPMSM을 이용한 풍력 발전 시스템의 경우 기동 토크를 제대로 발생 시키고, 돌극성으로 나타나는 릴럭턴스 토크를 효과적으로 이용하기 위해서는 정확한 회전자의 초기위치 및 인덕턴스 값이 반드시 필요하다. 제안하는 고주파 입력 시험은 역기전력 성분이 발생하지 않아서 이때의 고정자 전류를 해석하여 모터의 회전 없이 현재의 회전자의 위치 및 인덕턴스 값을 즉정할 수 있다. 실험 결과를 바탕으로 제안하는 방법의 타당성을 보인다.
대용량 영구자석형 풍력발전시스템의 3병렬 운전을 위한 LCL필터 설계
윤동근(Dong-Keun Yoon),강이규(Yi-Kyu Kang),정해광(Hea-Gwang Jung),이교범(Kyo-Beum Lee) 전력전자학회 2009 전력전자학술대회 논문집 Vol.2009 No.1
대용량 풍력발전시스템의 계통연계형 인버터는 고조파 저감을 위한 필터 설계에 어려움이 있으나 전력변환부를 3병렬로 연결하고 반송파 위상천이 기법(Carrier Phase Shift, CPS)을 사용함으로써 인버터 출력단 전류의 고조파가 저감되고 적은 인덕턴스의 필터 설계가 가능하다. LCL필터를 최적설계하면 더 적은 인덕턴스로 출력 종합 고조파 외율(Total Harmonics Distortion, THD)을 효과적으로 저감할 수 있다. 본 논문은 대용량 영구자석형 풍력발전시스템의 3병렬 운전을 위해 LCL필터를 최적 설계하는 방법을 제안하고 2.5 [MW]급 영구자석형 풍력 발전 시스템을 모의한 시뮬레이션을 통하여 설계된 필터의 성능을 입증한다.