역률 개선 기능을 갖는 2상 유도전동기를 위한 2레그형 인버터

2-Leg Inverter for 2-Phase Induction Motor with Power Factor Correction

본 논문에서는 3상 IPM을 사용하여 2상 유도전동기를 위한 2레그형 인버터를 설계하였다. 3상 IPM은 6개의 스위칭 소자를 내장하고 있어서 이중 4개는 2레그형 인버터로 사용하고, 나머지 2개는 역률제어 회로에 이용할 수 있다. 이렇게 하면 하드웨어의 추가를 최소화하면서 역률제어 기능을 갖는 2레그형 인버터를 구현할 수 있다. 2레그형 인버터에서는 반드시 직류링크에 2개의 커패시터를 직렬로 연결하는데, 입력 전원의 반주기 마다 각각의 커패시터에 충방전 동작이 수행된다. 이러한 동작으로 인해 2개의 커패시터에 전압 불균형이 발생할 수 있고 커패시터 용량이 서로 다를 경우에는 이 전압 리플이 더욱 커지게 되며, 이것은 전동기에 불평형 전류를 공급하게 되어 전동기의 토크리플을 발생시킨다. 본 논문에서는 직류링크의 전압 불균형 문제가 전동기에 미치는 영향을 분석하고, 이러한 전압 불균형을 보상하여 전동기의 토크리플을 제거하고 동작특성을 개선하는 방법을 제안하며, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 검증한다.