본 논문에서는 D=0.5에서 2배의 승 강압비를 갖는 하이브리드 자동차 HDC용 비절연 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 CCM에서도 소프트스위칭이 가능하며 스위치 전압정격이 1/2로 되어 소자의 선정에 유리하다. 또한 수동소자의 부피도 기존 양방향 컨버터 보다 작아 고효율 및 고전력 밀도를 달성할 수 있다. 제안하는 양방향 컨버터의 최적의 스위칭 기법을 제안하였고 10kW급 축소시작품의 실험을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

This paper presents a survey of floating power supply based on bootstrap operation for three-level voltage-source inverters. The floating power supply for upper switches is achieved by the bootstrap capacitor charged during on-time of the switch underneath. Hence, a large number of bulky isolated DC/DC power supplies for each gate driver are reduced. The Pspice simulation results show the behavior of bootstrap devices and the performance of bootstrap capacitor voltage.

최근 환경 문제와 에너지 자원 고갈 등의 이유로 전력 사용에 있어서 효율이 매우 중요시 되고 있다. 이와 맞물려 기존의 교류배전에 비해 직류배전이 가지는 효율적 이점이 주목받으면서 직류 배전에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 본 연구에서는 직류배전 적용시 이용 가능한 양방향 AC/DC 전력 변환기의 경부하 효율 향상을 위해 새로운 skip-cycle mode를 개발하고 이를 디지털 제어를 이용하여 구현하였다. 풀브릿지 타입의 3.3kW 양방향 전력변환기를 이용하였다.

본 논문은 LED 백라이트 구동을 위한 전력변환 제어기 설계 및 동특성에 대해 설명한다. 또한 근래 산업계에서 널리 사용하는 operational transconductance amplifier(OTA)와 operational amplifier(op-amp)의 상관관계를 분석하여 각각의 소자를 이용한 최적 제어기를 설계하였다. 설계와 해석을 위해 PSIM 시뮬레이션을 사용하였으며 구현한 PSIM 모델은 실험을 통하여 타당성을 증명하였다.

단일 회전자 전동기와 달리 동일한 크기에서 높은 출력 밀도와 높은 토크의 장점이 있는 이중 회전자 구조를 갖는 전동기는 공간적 제약을 받는 전기 자동차, 전기 이륜차 등의 분야에 활발히 연구되고 있다. 이중 회전자 구조를 갖는 전동기는 고 토크 운전을 위해 이중 인버터 운전 방식이 요구된다. 이때, 내부와 외부전동기의 역기전력이 다를 때 이를 고려하지 않고 운전한다면 발생하는 동손이 증가하여 운전효율 저하로 이어진다. 본 논문에서는 이중 회전자 구조를 갖는 3상 BLDC 전동기에서 내부와 외부전동기의 역기전력비(${\alpha}$)와 고정자 저항 비(${\beta}$)를 고려한 전류분배방식을 통해 동손을 최소화하는 최적운전 알고리즘을 제안하였다.

본 논문에서는 동기전동기의 제어기 Model, 모터 Model, 실제 모터를 시뮬레이션 및 구동하기 위해서 RT-Lab을 이용하여 HILS를 구현하였다. 제어기 Model과 모터 Model은 MATLAB/Simulink를 이용하여 구현하였다. 모터 Model과 실제모터의 동작을 통해 제어기의 성능을 검증하였다. Motor Model은 실제모터와 선택적으로 동작시켜 실제모터와 유사하게 만들 수 있음을 확인하였다. 모든 Model 및 PWM의 동작 주기는 20kHz로 동작하며, 이를 검증을 하기 위해 400[W] 표면부착형 동기모터 다이나모 장치와 3상 모터 드라이버를 제작하여 성능을 확인하였다.

본 논문에서는 단상입력을 가지고, 직류단에 소형 캐패시터를 사용하는 인버터를 사용해 3상 전동기 가변속 구동을 한다. 이때 주기적으로 크게 맥동하는 직류단 전압 조건에서 어떻게 전동기를 제어하는가에 대해 언급한다. 평균 전압 제한원을 전류 영역에 표현하고, 새로운 약자속 영역을 정의한다. 이를 바탕으로 전류 지령을 생성하는 제어기를 구성하여 전동기를 제어할 수 있는 기법을 제안하고 이를 실험을 통해 검증한다. 이를 통해 입력 전류의 고조파를 줄여 역율도 개선할 수 있다.

본 논문에서는 120kW급 하이브리드 전기 차량용 IPMSM 제어기 개발 사례를 소개 한다. 높은 출력 밀도를 요구하는 하이브리드 전기차량의 특성을 고려하여 개발된 IPMSM(매입형 영구자석 동기전동기)를 대상으로 대전류, 고효율 시스템 구성을 위해 수냉식 MCU(Motor Control Unit)를 개발 하였다. 또한 효율적인 차량 전원 배선 및 냉각 유로 구성을 고려한 전원 분배 기능 및 방열판 설계기법이 적용 되었다. 개발된 MCU를 모의 해석 및 실험을 통해 검증 하였다.

본 논문에서는 3상 PWM 정류기의 스위치 개방 고장시 감지 및 허용 운전 방법에 대해 제안한다. 스위치의 개방 고장이 발생 하면, 한상의 전류가 반주기 동안 나타나지 않기 때문에 출력 직류전압의 리플로 나타나게 된다. 이경우 고장 감지 및 허용 운전을 하지 않으면, 전력 품질을 저하되며, 직류 링크 콘덴서의 수명이 감축되는 문제를 발생 시킨다. 제안된 기법은 추가적인 하드웨어 없이 간단한 모델 적응 제어 (Model Reference Adaptive System)을 이용하여, 고장된 스위치를 감지 하며, 고장난 스위치의 반대 스위치를 켜고 나머지 2상을 전류제어 하여 3상 전류를 평형상태로 만들어 출력 직류전압의 리플을 줄이는 허용운전을 제안한다. 본 논문은 6kW급 3상 PWM 정류기 시스템을 모의해석을 통해 제안된 기법의 타당성을 입증 하였다.

본 논문은 1.5[kW]급 독립형 연료전지 하이브리드 시스템의 고효율 전력변환장치에 관한 연구이다. 응답속도가 느린 연료전지 시스템의 안정도를 높이기 위하여 2차 전지를 이용한 하이브리드 시스템으로 구성되었으며, 낮은 출력 전압과 높은 출력 전류의 고효율 컨버터를 구현하기 위하여 입력컨버터는 동기정류 방식의 부스트컨버터와 출력컨버터는 병렬 인터리빙 방식으로 구현하였고, 동작특성 및 효율성을 실험을 통해 증명하였다.

본 논문은 Battery의 열화 특성을 반영한 순차적 Step Charge를 통한, Mobile 기기용 Li-Ion Smart Battery의 Life Cycle 개선기술을 제안 하고자 한다. 현재 기술수준의 Li-Ion 2차전지 수명은 표준충방전 300~500cycle 내외이나. 초기용량을 희생하지 않고도 Smart Battery 내부의 ASOC(Absolute State of Charge)와 연동하여 Battery 수명열화 곡선을 추종하는 최적화된 가변 충전전압을 순차적 Step Charge로 제공하여 Li-Ion 2차 전지의 수명열화를 개선하고, 열화 특성의 검토 및 개선효과 확인을 논문의 목적으로 한다.

본 논문은 LLC 공진형 컨버터의 효율 특성 검토에 관한 연구이다. 고효율을 구현하기 위하여 제안된 동기정류기형 LLC 하프브리지 공진형 컨버터를 채택하였으며 출력측 회로에 다이오드 대신 능동 스위칭 소자(MOSFET)를 사용하였다. 본 논문에서는 고효율 컨버터를 구현함에 있어 몇가지 경우의 입력 및 출력 조건에서 고효율을 갖는 스위칭 소자를 선정하였고 실제 스위칭 소자의 특성을 반영한 시뮬레이션을 통해 LLC 하프브리지 공진형 컨버터의 효율 특성을 검토하고 개선효과도 확인하였다.

This paper focuses on the zero-voltage/zero current transition voltage equalization circuit for the series connected battery cell. By adding auxiliary resonant cells at the main switching devices such as MOSFET or IGBT, zero current switching is achieved and turned off loss of switching elements is eliminated and by the voltage/second balancing of the inductor, zero voltage switching can be applied to switching element. Transformer coupling between battery cells and ZVZCT (Zero Voltage Zero Current Transition) switching method allow the fast balancing speed and high frequency operation, which reduces the size and weight of the circuit. The validity of the battery equalization is further verified using simulation involving four lithium-ion battery cell models.

본 논문에서는 전압이득의 한계를 가지는 기존의 부스트 컨버터의 전압이득을 높이기 위해, 입력과 출력에 결합인덕터를 추가하여 기존 부스트 컨버터의 전압이득의 한계를 극복하는 컨버터를 제안한다. 1 kW 시제품을 제작하여, 제안한 컨버터의 동작원리 및 실험 결과를 확인하고, 결론을 맺는다.

본 논문은 LCL필터를 이용한 분산전원용 계통연계형 PCS의 공진 억제 기법들을 비교 분석하였다. 주요 비교대상은 기존의 커패시터 전류를 읽어오는 가상 저항 기법과 커패시터 전압을 읽어오는 공진 억제 기법이며, 각 기법의 장단점과 정상상태 THD 분석을 모의 실험으로 비교하였다.

Recently, researches on SOC(State Of Charge) of batteries are being increased. Techniques of measuring the battery SOC is essential to researches on increasing cycle life of batteries and to electric vehicle battery charging systems. The surface charge phenomenon of lead storage batteries and the needs of SOC measuring techniques are considered. Features of SOC measuring techniques that have been recently developed are also considered.

전기화재의 주요 원인 중 하나인 아크를 검출 및 차단하기 위한 장치로서 아크차단기(AFCI)가 사용되고 있으며 이는 UL1699에서 규정되고 있다. 본 논문에서는 UL1699에서 정의되는 직렬아크의 발생 조건에 따라 아크발생장치를 이용하여 아크를 발생시키고 부하를 변화시켜 아크가 일어날 경우의 교류전원의 특성을 해석하였다.

본 논문에서는 한정된 공간에서 배터리 용량에 제약 없이 이동형 로봇이 동작할 수 있도록, 연속적으로 로봇에 전력을 공급할 수 있는 무선전력전달용 파워매트를 제안하였다. 파워매트는 단선의 급전케이블을 사용하여 케이블끼리 겹치지 않고 넓은 면적에 자기장을 발생시킬 수 있도록 구성하였고, 집전코일은 이동로봇의 바닥에 부착하여 파워매트의 모든 위치에서 연속적으로 전력을 공급 받을 수 있도록 구성하였다. 제안된 무선전력전달용 파워매트와 집전장치를 제작하였고, 시뮬레이션과 실험을 통해 우수성을 확인하였다.

본 논문에서는 계통연계형 배터리 에너지 저장장치의 실험에 대하여 서술한다. 배터리 에너지 저장장치는 배터리 뱅크와 계통연계형 인버터로 이루어져 있다. 배터리 뱅크는 납축전지로 구성되고, DC Link에 병렬로 연결된다. 인버터의 동작모드는 충전과 방전 두 가지로 나뉘며, 충전모드에서는 배터리의 수명을 고려하여 CC-CV 제어를 수행하고, 방전모드에서는 유효/무효 전력제어를 수행한다.

Partial shading on a Photo Voltaic panel can generate the local maximum power points on the powervoltage curve of the panel. Presence of the local peaks can disturb the efficient operation of maximum power point tracking (MPPT).In this study, the MPPT under partial shading condition is investigated. To circumvent the trappings into the local peaks, the results of the study are enumerated and discussed.

PV Simulator는 제한된 작업공간에서 태양광발전계통의 주요 설비인 Power Conditioning System (PCS)의 성능을 평가하거나, 제품 출하 전 PCS의 고장유무를 검사하는데 필수적인 장비이다. 최근에 IEC에서 EN50530규정에 따라 PCS의 MPPT평가도 중요하게 되어 동특성이 우수한 PV Simulator가 요구되고 있다. 현재 출시되고 있는 PV Simulator는 대부분 리니어 방식으로서 안정된 출력을 갖지만 효율이 나쁘다는 단점이 있다. 본 논문에서는 효율을 높이기 위한 스위칭 방식 PV Simulator의 전력회로와 출력용 LCL필터를 설계하고 그 특성을 검증한다.

Research on photovoltaic (PV) generation is taking a lot of attention due to its infinity and environment-friendliness with decrease of price per PV cell. While central inverters connect group of PV modules to utility grid in which maximum power point tracking (MPPT) for each module is difficult, micro inverter is attached on each module so that MPPT for individual modules can be easily achieved. Moreover, energy generation and consumption efficiency can be much improved by employing direct current (DC) distribution system. In this paper, a digitally controlled PV micro converter interfacing PV to DC distribution system is proposed. Boundary conduction mode (BCM) is utilized to achieve zero voltage switching (ZVS) of active switch and eliminate reverse recovery problem of passive switch. A 120W prototype boost PV micro converter is implemented to verify the feasibility and experimental results show higher than 98% efficiency at peak power and 97.29% of European efficiency.

본 논문에서 신속 점등식 안정기에 연결된 두 개의 40W 형광등 중 하나를 대체 할 수 있는 더미 로드를 제시한다. 논문에서 제안된 더미 로드는 기본파 보상회로와 고조파 보상회로로 구성된다. 본 논문에서는 제안된 더미 로드의 설계 과정과 회로의 구성을 소개하며, 실험을 통하여 그 우수성을 입증하였다.

본 연구에서는 독립형 마이크로그리드의 신뢰도를 향상시키기 위한 최적시스템 개념 설계를 제안하고 그 성능과 동작을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 제안하는 시스템의 동작 타당성을 체계적으로 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션 모델을 개발하였으며 개발한 시뮬레이션 모델을 이용하여 제안하는 시스템의 동작특성을 다양하게 분석하였다.

전류 적산법(Coulomb counting, Ampere counting)을 이용한 배터리 SOC(State of Charge) 추정 방식은 초기 SOC 값에 존재하는 오차와 SOC를 추정하는 시간동안 누적되는 전류값의 오차로 인해 추정이 실패할 수 있는 단점이 존재한다. 하지만 알고리즘이 직관적이며 단시간 내에서는 그 오차가 크지않고, 상용화된 배터리 SOC 추정 IC가 존재하여 구현이 간단하다는 장점 또한 있다. 본 논문에서는 전류 적산법 기반의 배터리 SOC 추정 IC를 사용하여 $LiFePO_4$ 리튬 폴리머 배터리의 SOC 추정 회로를 구현하는 과정을 제안한다. 또한 실험을 통해 제안된 배터리 SOC 추정 회로의 성능을 확인해본다.

본 연구에서는 스마트그리드를 위한 양방향 지능형 반도체 변압기의 새로운 회로구성을 제안하고 그 동작과 성능을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 먼저 PSIM 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션을 통해 제안하는 반도체변압기의 회로적인 특성을 다양하게 분석하였고 이를 기반으로 단상, 1900V, 2kVA 반도체변압기를 제작하고 실험을 통해 그 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 직류배전 시스템의 안정적이고 효율적인 운전을 위한 핵심요소인 양방향 충방전이 가능한 컨버터의 새로운 적응제어 기법을 제안한다. 제안한 방법은 소프트 스위칭을 위해 영전류를 검출하는 대신 계산을 통하여 동작 주파수를 결정한다. 따라서 다양한 입출력 조건에서 쉽게 소프트 스위칭이 가능하다. 효율 향상을 위해 다상 인터리빙 기법을 적용하였으며 이는 전류 리플 또한 줄일 수 있어 캐패시턴스를 줄이는 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 방법은 영전류 검출 회로가 필요하지 않기 때문에 양방향 구동 시 회로의 구성이 간편하며 전류 제어의 불안정성이나 노이즈 문제를 완화시킬 수 있다. 제안한 방법은 동작원리 분석을 바탕으로 200W 다상 벅-부스트 컨버터의 하드웨어 실험을 통해 효용성과 타당성을 검증하였다. 넓은 범위에서 고효율을 보였으며 최대 98.5%의 효율을 나타내었다.

본 논문에서는 3상 태양광 인버터의 단독 운전 검출 방법을 제안한다. 국내외 규정에서 10MW 미만의 태양광 인버터는 제한된 시간 내에 단독 운전을 검출하여 계통에 에너지 공급을 중단할 것을 요구한다. 제안된 단독 운전 검출 방법은 역상분 전압 주입 후 접속점(PCC, Point of Common Coupling)에서 관측되는 역상분 임피던스의 크기 변화에 근거한다. 제안된 검출 방법의 원리와 구현 기법을 제시하고, IEEE Std. 929-2000을 기준으로 유효성을 검증한다. 제안된 방법은 국내외 규정에서 요구하는 검출 시간 이내에 단독 운전을 검출할 수 있고, 단독 운전을 계통 지락 사고와 구별할 수 있으므로 계통 연계시 요구되는 그리드 코드(Grid code)에 대한 대응도 가능하다.

계통 연계형 인버터는 규정 시간 내에 반드시 단독운전 상황을 검출해야 한다. 계통 사로고 인해 계통전력이 차단되면 인버터가 이 상황을 제대로 감지하지 못 해 계통에 연결된 인버터가 계속 동작을 하게 된다면 위험한 상황을 초래하게 될 수도 있다. 이로 인해 계통연계형 인버터는 규정 시간 내에 계통이 이상을 감지하고 인버터의 동작을 멈추어야 한다. 이런 단독운전 상황을 방지하기 위해 본 논문에서 제시하는 알고리즘은 구현 자체가 간단하지만 기존의 알고리즘으로는 검출할 수 없었던 영역을 검출할 수 있고, 검출 속도 또한 개선을 했다. 실험 결과를 통해 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

기존의 직렬 연결된 부스트 컨버터 타입의 태양광 전력 조절기는 MPPT 동작을 하기에 있어서 반드시 하나의 모듈만 동작했어야 하기 때문에 각 모듈이 MPPT 지점에 도달했다는 것을 알리기 위하여 양방향 통신 기술을 필요로 했다. 하지만 제안하는 MPPT 방법은 통신 기능을 사용하지 않음으로서 가격적인 측면에서 합리적이다. 본 논문에서는 제안하는 MPPT 방법의 동작원리를 설명하고 시뮬레이션으로 확인하였다.

The inevitable calculation time delay of digital controller especially degrades the voltage control performance of three-phase UPS systems. This paper proposes time delay compensators based on the Smith-predictor for both voltage and current controllers of three-level NPC inverters. The PSIM-based simulation results show that the proposed controller with delay compensator gives improved voltage control performance with respect to time delay.

독립부하가 존재하는 계통연계 인버터에서 LCL필터 설계시 계통으로 주입하는 전류뿐만 아니라 독립부하 전압품질도 고려되어야 한다. 또한, LCL필터의 가격과 부피측면을 고려하여 고조파 감쇠율은 기준을 만족하면서 인덕턴스와 캐패시턴스는 가능한 작게 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 계통전류의 고조파 기준은 만족하고, LCL필터 모델로부터 구해지는 전달함수를 이용하여 계통연계시와 독립운전시 모두 독립부하의 전압품질이 만족하도록 필터설계를 한다. 또한, 독립부하 전압리플, 인덕터 부피, 무효전류량, 시스템 대역폭에 가중치를 적용한 LCL필터 최적설계 방법을 제안한다.

본 논문에서는 Modular Multi-Level Converter(MMLC)의 셀(Cell) 캐패시터(Capacitor) 전압 밸런싱에서 전압맥동 최소화 방법을 제안한다. 암(Arm) 평균 전류를 직류성분으로만 제어 할 경우 기본파 주파수와 2 고조파로 흔들리는 순시전력 항이 셀 캐패시터 전압 맥동을 만든다. 이를 억제 하기위해 암 평균 전류에 2 고조파 교류 성분을 직류성분과 함께 제어하는 방법을 제안한다. 이 방법을 통하여 전압맥동을 줄일 수 있음을 밝히고, 주입되는 2 고조파 전류의 크기와 위상각 계산 방법을 제시한다. 모의실험 결과를 통해 제안된 방법의 유효성을 검증하였다.

PMSM 구동을 위한 PWM 인버터에서는 DC 링크의 단락으로 인한 스위칭 소자의 파괴를 방지하기 위하여 인버터에 데드타임을 적용하며, 이는 인버터의 출력 전압과 전류 왜곡, 토크 리플을 일으키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 파라미터 변화에 무관한 데드타임 보상기법이 제안되며 제안된 기법의 타당성이 시뮬레이션을 통해 입증된다.

This paper presents a novel and direct dead time compensation method of the 3 phase inverter using space vector pulse width modulation(SVPWM) topology. In the turn on time calculation of the effective voltage, the dead time effect is directly compensated according to the current direction of the midium voltage reference. Since the turn on time of the effective voltage vector is affected by the dead time, the loss time is compensated to turn on time of the effective voltage vector. And the dead time is added to the calculated voltage vector switching times according to the current direction. For the more effective compensation, the direction of the midium phase current is considered by the practical direction and voltage drops in the power devices. The proposed method can compensate the dead time which is considered feedback error or direction of middle phase current without coordinate transform in added controller. The proposed dead time compensation scheme is verified by the computer simulation and experiments of 3 phase R L load.

Phase-shedding, one famous technology for multi-phase converters, is implemented in a bi-directional multi-phase converter for ESS. It reduces active operating modules at light load to compensate efficiency. Shedding point, the load level where the converter changes the number of active modules, is important factor that affects the effect of phase-shedding. Loss analysis is done for determining shedding point. Phase-shedding hysteresis is applied so that excessive phase transition is avoided. This paper proposes shedding point correction where the shedding point is adaptively corrected by calculating a new shedding point.

본 논문에서는 스마트 그리드에 적용되는 2MVA 배터리 에너지 저장 시스템(BESS, Battery Energy Storage System)의 제어 알고리즘을 제안하고 검증하였다. BESS는 전력변환을 위한 PCS(Power Conditioning System), 배터리 제어 및 상태확인을 위한 BCS(Battery Conditioning System)와 상위 시스템으로부터 지령을 받아 PCS와 BCS를 제어하는 PMS(Power Management System)로 구성되어 있다. BESS는 풍력안정화를 위해 EMS(Energy Management System)의 지령을 받아 운전모드를 선택하고, 운전모드에 따라서 계통측 전력을 제어하거나 배터리측 전류를 제어하고, 배터리의 완전충전을 위해 전압제어를 한다.

본 논문은 비대칭 2상 SRM의 센서리스 속도제어를 위한 초기각 검출 및 초기 기동방식과 자속관측기를 적용한 센서리스 제어에서 전동기의 온도 및 파라미터 변동에 의한 자속 오차 성분으로 인해 발생하는 위치 추정오차를 보상하기 위한 새로운 보상기를 제안한다. 제안된 방식은 전압펄스 인가로 초기각을 검출하고 검출된 초기 위치정보를 바탕으로 동일한 전압펄스 인가를 통해 비여자상이 여자상이 되는 회전자 위치를 검출하여 상여자를 교체하는 초기기동을 통해 자속관측기를 적용한 센서리스 제어로 안정적으로 진입하도록 한다. 이 때, 제안된 추정위치 보상기를 통해 추정된 센서리스 위치를 순시적으로 보상한다.

겨울철 또는 온도가 낮은 지역에서는 선박과 건축용 등의 창유리에 결로, 결빙현상이 쉽게 발생하여 시야확보가 어렵다. 이 현상들은 창유리의 온도를 상승시킴으로써 방지가 가능하다. 하지만 창유리의 온도는 바람과 기온 및 기후 변화 등의 외란에 민감하므로 일정한 온도 유지가 어렵다. 따라서 민감한 창유리의 온도를 일정하게 유지하기 위한 제어기법이 필요하다. 본 연구에서는 산업현장에 많이 사용되고 있는 PI 제어 기법을 적용하여 4 [kW]급 발열유리 온도 제어 시스템의 제어기를 설계하고 실험을 통하여 제어기의 성능을 검증하였다.

This paper deals with the minimization of switching loss of a dual full-bridge bidirectional DC-DC converter for supercapacitor. In case of charging mode the switching loss can be minimized with proper switching pattern, and the switching loss in discharging mode can be minimized with soft switching. Simulation results show that the switching loss is reduced considerably.

일반적인 엘리베이터 시스템에서는 로드셀이라고 하는 센서가 설치되어 탑승자를 포함한 모터에 걸리는 전체부하를 측정한다. 그리고 이 무게 정보는 브레이크가 풀리고 엘리베이터가 움직이기 시작하기 전에 토크 전향보상을 하는데 사용되고, 엘리베이터는 브레이크 개방 과정에서 정지상태를 유지하여 엘리베이터가 부드럽게 출발하도록 한다. 안티롤백은 로드셀없이 브레이크가 열리는 동안에 위치 편차를 억제하는 기능이다. 다른 회사에서는 이 기능을 기존의 PI 제어기를 사용하여 개발하였다. 반면에 이 논문에서는 안티롤백 기능을 위하여 상태궤환 위치제어기를 사용하였으며 그 적절성을 논의한다.

신재생에너지는 자연계에 존재하는 에너지원으로 이용하는 이상의 속도로 재생되는 에너지원이다. 그 에너지원은 태양, 풍력, 조력 등으로 사실상 고갈되지 않는 에너지원이며 또한 수력, 태양광, 태양열, 조력, 풍력, 지열, 바이오매스 등의 형태로 이용된다. 이들 에너지원은 직접, 또는 간접적으로 이용하는 경우가 있다.

본 논문은 스마트그리드용 배터리 에너지 저장장치(Battery Energy Storage System, BESS)와 같은 대용량 전력변환장치의 개발 및 성능검증 시험에 사용된 대용량 시험설비에 대해 기술하였다. 대용량 시험설비는 모의 수 배전 계통 설비, DC Power Supply, 부하설비로 구성되어 있다. 모의 수 배전 설비는 개발 시험규격과 계통 상황을 모의하고, DC Power Supply는 연료전지나 배터리 등의 DC Source, 수동부하장치는 전력 변환 설비의 각종 부하들을 모의하기 위해 설계 제작하여 스마트그리드용 2MVA BESS의 성능검증 시험에 이용하고 있다.

양방향 AC/DC 컨버터를 이용하여 EV배터리를 충전하거나 계통으로 전력을 보낼 때 PI제어기를 사용하면 임피던스를 예측할 수 없으므로 초기 구동시 오버슈트가 발생하여 회로에 스트레스가 발생한다. 본 논문에서는 Sliding Mode Controller (SMC)를 이용하여 계통으로 전력을 전달하는 알고리즘으로 소프트 스타트를 하는 알고리즘을 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 회로를 구성하고 제안한 제어 방법의 성능을 확인하였다.

본 논문에서는 여러 대의 전력변환장치를 모듈화 하여 병렬 운전할시 필연적으로 발생하게 되는 순환전류를 억제하기 위한 제어 기법을 제안하였다. 이에 따라 병렬 운전 시스템이 갖는 응답 특성 및 정상상태 동작 등의 타당성을 시뮬레이션 모델을 통하여 검토하였다.

PFC(Power Factor Correction) converters are commonly designed for CCM(Continuous Conduction Mode). However, DCM(Discontinuous Conduction Mode) appears in the input current near the ZCP(Zero Crossing Point) at light loads, resulting in input current distortion. It is caused by inaccurate average current values obtained in DCM. This paper studies a simple digital control scheme that can be operated in both CCM and DCM with minimal changes to the CCM average current control structure.

일반적으로 AC DC PWM컨버터에서 입력단에 LCL 필터를 사용한다. LCL 필터 경우 L, C의 공진현상 때문에 스위칭 주파수 선정과 LCL소자 파라메터 선정에 신중함이 요구된다. 시스템의 안정도에 문제가 된다. 본 논문에서는 공진 현상을 억제 시킬 수 있는 방법으로 디지털 저역통과필터 이용하여 능동댐핑 기법을 적용한 전류 제어기를 제안하였다. 시뮬레이션 통하여 제안된 기법의 타당성을 입증하였다.

본 논문은 IEEE 주최 국제대회 "2011 International Future Energy Challenge Competition (IFEC'11)"에 출품한 서울과학기술대팀의 차량탑재형 3.3kW급 배터리 충전기의 개발에 관한 것이다. 제안한 배터리 충전기의 부스트컨버터는 역률보상과 동시에 배터리의 전압 전류 제어를 수행하게 하여 절연부 SRC를 고정주파수에서 동작시킴으로서 전부하 영역에서 스위치와 다이오드의 ZCS 턴온과 턴오프가 성취되고 최적설계가 가능한 특징을 갖는다. 최대효율 94.6%(최대부하효율 92.6%), 부피 7.6L를 달성하였다.

수중에서는 대기와는 달리 매질의 차이로 인하여 통신의 제약이 따르므로 초음파를 이용하여 정보를 송 수신한다. 수중통신을 하기 위해서는 신호를 증폭시키는 전력증폭기와 초음파를 발생시키는 트랜스듀서가 필요하다. 전력증폭기는 수중에서의 발열과 연료문제로 인하여 높은 효율로 동작하여야한다. 하지만 전력증폭기에 인가되는 고정전압과 출력전압의 차이로 인해 손실이 발생하여 효율이 저하된다. 그러므로 본 논문에서는 전력증폭기의 효율 향상을 위해 출력전압에 따라 인가전압을 가변하는 ET(Envelope Tracking) 기술을 적용하기 위한 4[kW]급, 20[kHz]의 대역폭을 갖는 가변 DC-DC 컨버터를 설계하고 시뮬레이션을 통해 특성을 확인하였다.

본 논문은 전압 구동 형태와 전류 구동 형태의 특성을 모두 지니는 Forward-Flyback 컨버터의 특성을 이용하여 입력 전압 가변형 시스템에서의 적용에 대해 논의한다. Forward-Flyback 컨버터는 변압기의 턴비에 따라 입력 전압을 넘겨 Buck 컨버터처럼 동작하는 Forward 단과 변압기의 자화 인덕턴스에 흐르는 전류를 출력 단으로 넘겨 사용하는 Flyback 단이 존재하며 이 중 Forward 단의 동작 조건을 이용하여 출력 전압이 변할 경우 컨버터가 Forward-Flyback 컨버터와 Flyback 컨버터의 두 가지 형태 중 하나를 선택하여 동작하도록 분석 및 설계한다.

본 논문에서는 최근 직류송전용 컨버터로 많은 관심이 집중되고 있는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter)에서 출력파형의 고조파를 저감하는 모듈레이션 방법과 각 모듈의 직류전압 불평형을 해소하는 알고리즘에 대해 기술하고 있다. 먼저 본 논문에서 임의의 개수로 반브리지 모듈이 주어졌을 때 고조파 레벨이 최소화되도록 다펄스 형태로 출력파형을 형성하는 방식을 제안하고 그 타당성을 PSCAD 소프트웨어를 이용한 시뮬레이션으로 검증하였다. 이 방식은 다펄스 출력파형의 각 계단을 형성하는 모듈의 턴온과 턴오프 시점을 보편화된 수식으로 정하는 방식으로 알고리즘 구현이 매우 용이하다. 또한 각 모듈의 직류전압 불평형을 바로잡는 알고리즘을 제안하고 그 타당성도 시뮬레이션으로 검증하였는데, 이 방식은 각 모듈이 교류 매 반주기마다 생성하는 펄스의 크기를 순차적으로 형성하는 것으로 알고리즘의 구현이 용이하다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 향후 국내에서 모듈형 멀티레벨 컨버터를 개발할 때 유용하게 활용될 것으로 보인다.

본 논문은 SMPS 및 가전기기와 휴대 전자기기 등에서 전원회로로 폭넓게 사용되고 있는 플라이백 컨버터의 트랜스포머를 기존의 샌드위치권선 방식이 아닌 동축권선 방식을 적용하여 기존의 샌드위치권선 방식보다 우수한 1,2차 커플링을 지니는 트랜스포머를 제안한다. 제안된 트랜스포머를 적용한 컨버터는 기존의 컨버터에 비하여 동일한 조건에서 보다 우수한 효율을 나타내고 있다. 제안된 컨버터용 트랜스포머의 구조 및 커플링을 설명하고 커플링계수를 비교 한 후 34[W]급 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.

본 논문은 소용량 태양광 발전에 사용하기 위한 전력조절기인 직렬형 포워드 플라이백 컨버터에서 차지펌프회로를 통해 향상된 회로를 제안하고자 한다. 제안한 회로는 플라이백 측에 차지펌프 회로를 부착하여 고승압을 좀 더 용이하게 만든다. 또한 이를 통하여 효율 상승과 입력전압의 범위를 넓힐 수 있다. 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 50[W]급 하드웨어 프로토 타입을 이용하여 검증하였다.

본 논문에서는 가정용 ESS를 위한 직렬 공진형 양방향 DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 컨버터는 2단 방식으로 비절연 컨버터가 전압 전류 및 양방향 제어를 하며 절연부는 고정듀티와 고정주파수로 동작시켜 전 부하영역에서 ZCS 턴온 턴오프가 가능하다. 50kHz, 3kW 시작품으로 제안한 방식의 타당성을 검증하였으며 강압시 최대효율 95.2 %, 승압시 최대효율 94.8%를 달성하였다.

This paper describes a control method to minimize the filter capacitor of a PFC AC/DC converter for LED driver. The rectified secondary voltage of the transformer has 120Hz ripple unlike the conventional converter for the LED drive. Therefore, the filter capacitor can be minimized and this provides reduced cost, low switching loss, and long life of the converter.

본 논문은 높은 승,강압비를 가지는 배터리 충방전용 양방향 풀브리지 컨버터를 제안한다. 기존의 양방향 컨버터는 승강압비가 낮아 밧데리 방전시 발생된 전기에너지를 저항을 통해 방전 시켜서 운전하였다면, 본 논문에서 제안하는 방식은 밧데리 방전시 높은 승압비로부터 높은 DC 링크 전압을 얻어, 이 전압을 이용하여 계통으로 회생시킬 수 있도록 한 양방향 컨버터이다. 양방향 컨버터의 높은 승압비를 얻기 위해서 두 개의 DC-DC 컨버터를 입력 직렬, 출력 병렬 회로 형태로 연결하고, Battery 측을 Interleave 방식을 채택하여 전류 맥동을 줄이고, 높은 승강압비를 얻을 수가 있도록 하여, 배터리의 수명에 영향을 주는 전류리플을 감소하는 효과를 얻는다. 제안된 방식은 시뮬레이션을 통해 증명하였다.

Uninterruptible Power Supply(UPS) is largely divided into passive-standby, line-interactive and double-conversion methods. This paper proposes the double-conversion UPS for low cost and high performance. The proposed UPS are composed of PFC, inverter, battery charger and discharger. Finally, the validity of proposed UPS was verified by experiments.

Existing AC distribution system lower the efficiency of the commercial power, and also generate the conversion loss of renewable energy. In this study, DC distribution system interconnected with PV system is produced, and it is studied about characteristics of the system through the experiments which are uesd load of 3[kW].

단일 루프 강인 전압 제어기를 이용한 단상 3kVA UPS 인버터의 비통신선 방식 병렬 운전 결과를 기술한다. 단상 UPS 인버터 2대로 병렬운전 실험 환경을 구축하였고, 주파수-전압 강하 방식의 수하 제어를 이용하여 저항 부하, 비선형 부하에 대한 전력분담을 실험을 통하여 확인하였다.

태양광 발전용 마이크로 인버터는 PV 모듈에 직접 설치되기 때문에 크기, 무게 등이 중요한 설계 요소다. 따라서 출력 필터 설계 시 전력 품질 뿐만 아니라 필터에 사용되는 수동 소자의 크기 또한 고려해야 한다. 본 논문에서는 마이크로 인버터용 출력 필터로서 Trap-CL 구조를 분석하고, 필터의 소형화를 고려한 설계 기법을 제안한다. 설계 된 Trap-CL 필터의 특성을 단상 플라이백 인버터에 적용하여 확인하였으며, 기존 플라이백 인버터에 사용되던 CL 필터와의 비교를 통하여 그 타당성을 검증하였다.

중요부하를 갖는 계통연계 인버터에서 계통이상시 독립운전으로 전환하여 중요부하에 지속적인 전력을 공급하여야 한다. 기존의 제어 방식은 독립운전시 전압제어를 계통연계시 전류제어를 하기 때문에 모드전환시 과도상태가 발생하고 단독운전 검출전에도 부하의 전압과 주파수가 변동하여 중요부하에 심각한 영향을 줄 수 있다. 본 논문에서는 모드 전환시 과도상태를 최소화하면서 단독운전 검출전에도 부하 전압과 주파수가 일정하게 유지하는 간접전류제어 기반의 계통연계 인버터에서 전압 고조파를 주입함으로써 NDZ(Non-Detection Zone)를 갖지 않는 단독운전방지 기법을 제안한다.

본 논문은 3레벨 NPC 인버터의 중성점 전위 변동 시 퍼지제어기를 이용한 중성점 전위 제어 방법을 제안한다. 오프셋 전압을 퍼지제어기의 입력으로 하여 공간벡터의 스위칭 타이밍의 조절변수를 출력함으로써 기존의 오프셋 전압의 복잡한 수학적 모델링 없이 쉽고 간단하게 중성점 전압을 제어한다. 제안하는 제어기법의 우수성을 보이기 위하여 10kW급 계통연계 3-레벨 NPC인버터 모델을 기반으로 시뮬레이션을 수행하였다.

본 논문은 전기자동차용 배터리 충전기를 위한 전류옵셋 보상기법을 제안한다. 인버터 내부의 스위치의 성능차이 또는 내부 회로의 문제로 인해 입력전류에 옵셋이 발생하게 되면 배터리 충전기와 연결된 직류단 전압에 선 주파수에 해당하는 리플성분이 발생할 수 있다. 이러한 직류단 리플은 배터리 충전 시출력전압의 리플이 되어 배터리의 수명과 성능에 악영향을 끼친다. 제안하는 전류옵셋 보상기법은 추가적인 수동소자나 센서의 추가 없이 입력전류 옵셋을 효과적으로 제어한다. 50kW 급의 전기자동차용 배터리 충전기모델을 이용한 시뮬레이션 결과는 제안하는 보상기법의 타당성과 안정성을 보인다.

본 논문은 계통연계형 3-레벨 NPC 인버터 시스템의 중성점 전압 불평형 제어기법을 제안한다. 3-레벨 NPC 인버터는 직류단 커패시터를 2개로 나누어 사용하기 때문에 두 커패시터간의 전압차이가 발생할 수 있으며 이는 출력전류의 왜곡을 야기한다. 본 논문에서는 복잡한 모델링을 통한 제어기 설계나 공간 벡터 전압 변조 방법의 변형 없이 간단하게 시간오프셋을 추가하여 N형과 P형의 small 전압 벡터의 인가시간을 조절함으로써 중성점 전압 불평 형을 제어하고, 복잡한 계산 없이 적절한 시간오프셋을 구한다. 10kW급 계통연계 3-레벨 NPC 인버터 모델을 기반으로 수행된 시뮬레이션 결과를 바탕으로 제안하는 제어기법의 타당성을 보인다.

본 논문에서는 계통연계 태양광발전 시스템에서 계통전압의 왜곡을 보상하는 전류제어기법을 제안한다. 계통전압의 왜곡을 보상하기 위해 기존의 고조파 제어기를 비례-공진 제어기로 대체하여 계통전류의 고조파를 제거한다. 제안하는 기법은 동기좌표축 상에서 설계하는 기존의 방법과는 다르게 복잡한 연산이 필요하지 않은 장점이 있다. 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 알고리즘의 우수한 제어특성을 확인한다.

이 논문은 SVPWM으로 구동하는 3상 2레벨 인버터에 레그-션트저항(Leg-Shunt Resistor)을 이용한 전류 검출방식의 전류 검출영역 확장 방법을 제안한다. 레그-션트 저항을 이용한 전류 검출방식은 션트저항이 인버터 아래쪽 IGBT 이미터(Emitter)단에 있기 때문에 PWM 스위칭 상태에 따라 전류 검출영역이 제한된다. 이 논문에서는 레그-션트저항 전류 검출방식의 전류 검출가능영역을 정의하고 전류 검출이 어려운 부분에서도 전류를 검출을 하는 방법을 제안한다.

In this paper, 300[W] class boost type single phase inverter system which can compensate voltage sag was designed. If the voltage sag has appeared in input voltage, the boost converter would be operated to compensate it. The system is designed for that the THD of ouput voltage is below 5[%] and steady state error of output voltage is below 1[%]. The system was verified through experiments.

본 논문은 인버터의 PWM구동 시 출력 전류에 발생하는 DC offset을 제거 하는 방법을 제안한다. 인버터의 PWM구동 시 소자 단락을 막기 위해 필수적으로 적용하는 deadtime과 각 스위치 소자의 voltage drop으로 인해 출력에 왜곡이 발생한다. 이상적인 스위치인 경우에는 이 두 가지의 왜곡을 feedforward로 보상하면 된다. 하지만 스위치 소자가 이상적이지 않기 때문에 각 스위치 소자의 voltage drop의 차이와 on & off time delay의 차이는 출력 전류에 DC offset을 발생시킨다. 따라서 deadtime과 스위치 voltage drop에 대한 보상과 함께 출력 전류의 DC offset을 feedback으로 하여 보상되지 못한 왜곡을 추가적으로 보상하여 결론적으로 출력 전류의 DC offset을 제거할 수 있게 하였다. 제안된 기법은 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 확인하였다.

This paper presents the method to design the inductor and capacitor value considering the ripple component that may be generated by three operating states of the Quasi Z source inverter at the impedance network. Based on the analysis of each operation mode, the equations of the capacitor voltage and inductor current are derived. In order to simplify the design processing, design equations of the impedance network are derived where the capacitor voltage and inductor current are lineared. The validity of the design method is verified with the simulation result using PSIM.

현재 EV의 수명보증 시간이 해외의 경우 15년, 15만마일로 되어 있어 수명 보증에 대한 부분이 큰 이슈가 되고 있다. 오랜시간 인버터의 품질을 보증하기 위해서는 부품들의 수명에 대한 연구가 이루어져야 한다. 특히 수명에 관련된 부분 중 캐패시터의 영향이 가장 크게 좌우가 된다. 이러한 이유로 고전압 입력은 수명이 긴 필름 캐패시터를 사용하고 있지만, 제어회로 및 드라이버 회로에서 전해 캐패시터를 사용하고 있기 때문에 온도에 대해 부품의 수명이 크게 좌우가 된다. 이러한 부분을 해결하기 위해서는 인버터의 방열에 대한 부분과 회로 설계시 부품온도 상승을 억제하는 설계를 진행하여야 한다. 또한 자동차용 인버터의 구동조건의 정의가 중요하며, 연속 운전시 수명을 자동차에 보증되는 기간으로의 변환이 필요하다. 본 논문에서는 부품온도 시험을 위한 시험 기준을 확립하고, 인버터의 부품온도 측정 소자 선정법, 캐패시터의 수명계산을 통해 인버터의 품질 보증을 위한 방안을 제시한다.

EV의 중요한 부품은 MCU(인버터), BMS(고전압), LCD(저전압 충전장치), OBC(완속충전장치), EWP(냉각장치), PTC(히터), A/C(에어컨) 등으로 구성되어 있으며, 특히 EV용 인버터의 경우 핵심 부품으로 신뢰성 및 보호기능에 대한 중요성이 인식되고 있다. EV 인버터는 온도(인버터, 모터), 단락과 단선, 인터락 및 최대출력제한 등에 대한 보호기능 구현이 되어 있으며, 고장발생시 고장을 진단할 수 있는 기능(DTC)이 구현되어 있다. 이러한 보호기능 중에 단락과 단선 시 인버터의 보호는 중요한 요소이며, 이를 구현하기 위한 회로설계 및 회로분석이 필요하다. 본 논문에서는 EV용 인버터에 사용되는 병렬 운전형 인버터의 단락 및 단선 시 시스템을 보호할 수 있는 드라이버 회로 설계 및 분석을 수행하며, 실험을 통해 그 결과를 검증한다.

This paper presents deadbeat controller for output current in the utility-interactive inverter. The time delay related with deadbeat controller is compensated by using prediction control. By computer simulation and experiment, the dynamic characteristics of deadbeat controller is verified.

It is very important thing to efficiently utilize the solar power. The conventional solar power system has no energy storage device. So the conventional system cannot cut the peak load. In this paper, the solar power system with the energy storage device and the operation algorithm of peak cut function was proposed to cut the peak load. The algorithm principle is proposed based on the insolation curve and load curve. The simulation and experiment was performed to demonstrate the validity of the peak cut algorithm.

본 논문에서는 IPMSM의 약자속 제어 영역에서 토크제어를 하기위한 전류제어기를 PI-IP 혼합제어기로 구성하였다. 약자속 제어 영역에서 토크제어 시 d축과 q축의 인덕턴스 차이로 인해 전류제어 응답의 차이가 발생하여 전압여유분 확보에 문제점이 발생한다. 이러한 문제점을 개선하고자 PI-IP 혼합제어기를 적용하여 약자속 영역에서의 d축과 q축의 전류 제어기의 응답특성을 달리하여 토크제어 시 과도상태에서 발생하는 문제점을 개선하였다.

본 논문에서는 세 개의 Shunt 저항을 이용하여 3상 인버터의 상전류를 검출하였다. Shunt 저항을 이용할 경우 전류 검출이 불가능한 제한 영역이 발생한다. 이러한 제한영역을 보상하기 위해 제한영역에 대하여 분석하였으며, 제한 영역은 추가적인 전류 추정방법을 이용하여 보상하였다. 이를 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 빌딩에 적용되는 DC 배전 시스템에서 회생에너지를 고려한 MRL엘리베이터 구동 시스템을 기술 하였다. DC배전용 3상 PWM 컨버터의 직류단을 공유하여 엘리베이터 구동시스템을 구성한다면, 기존AC 배전 시스템에서 발생할 수 있는 문제점 입력단 역률 제어 및 회생에너지를 추가적인 시스템 구성없이 효율적으로 처리가 가능하다. 본 논문에서는 DC 배전용 MLR엘리베이터 구동시스템의 회생동작 및 입력단 역률 제어의 성능을 시뮬레이션을 통하여 검증하였다.

본 논문에서는 도심형 근거리 전기자동차의 구동을 위한 통합형 전력변환장치 개발에 대해 소개한다. 차량 구동용 유도 전동기 제어와 주동력 배터리 충전 및 전장배터리 충전의 기능을 가지기 위하여 MCU(Motor Control Unit), OBC(On-Board Charger), LDC(Low Voltage DC-DC Converter)를 적용하였다. 각각의 전력변환장치들 사이에 불필요한 커넥터를 없애고 단일 방열판 위에 각 요소부품을 배치하여 하나의 통합된 기구 물 위에 모든 기능을 발휘하도록 통합형 전력변환장치를 개발하였다. 개별 기능을 가지는 MCU와 OBC, LDC의 단품 성능시험을 거친 후 실차에 장착하여 차량모터제어 및 배터리 충전을 실험을 통하여 확인하였다.

교통 약자 승객의 편의성 증대, 도심의 매연 감소 및 온실가스 저감 등 대중 교통 선진화를 위해 친환경 초저상 전기버스의 개발이 필요하다. 초저상 전기버스는 초저상 액슬 일체형 휠모터 구동시스템을 탑재한 형태로 구현이 가능하며, 초저상 액슬 일체형 휠모터 구동시스템은 구동 모터를 액슬 허브에 일체화 시킴으로써 기존 구동시스템 대비 무게 및 사이즈가 대폭 줄어들고, 동력 전달 매커니즘을 획기적으로 개선하여 효율 향상 및 차량 연비 개선이 가능하다. 특히 바퀴 중심과 액슬 출력 중심에 단차를 둠으로써 차량의 전방 바닥 뿐만 아니라 후방바닥을 평평하게 유지할 수 있어 실내 공간이 획기적으로 개선되어 교통 약자를 포함한 승객의 편의성을 향상시킬 수 있다. 또한, 액슬 일체형 휠모터 구동시스템은 각 휠의 분산 구동이 가능하므로 동특성 및 구동제어성이 뛰어나고, ESP(Electronic Stability Program), VDC(Vehicle Dynamic Control) 등과 연계하여 통합적인 지능형 시스템을 구현할 수 있다. 액슬 일체형 휠모터 구동시스템은 휠모터와 감속기 및 휠모터제어기 등으로 구성되며, 본 논문에서는 초저상 액슬 일체형 구동시스템용 120kW급 휠모터 및 휠모터제어기의 개발 및 다이나모 환경에서 T-N 특성 및 최대 출력 시험, 효율 시험을 통해 전기버스 등 대형 차량(Heavy Duty Vehicle)에 적용 가능한 전기동력시스템의 성능을 확인하였다.

이 논문에서는 부하전류의 크기에 따라 시시각각 변하는 매입형 영구자석 동기전동기의 d, q 축 인덕턴스를 실시간으로 추정해 제어에 반영시킬 수 있는 방법을 제안했다. 정지상태에서 초기 기동에 필요한 인덕턴스 값을 추정해도 운전시 부하전류의 크기에 따라 인덕턴스가 변하기 때문에 모든 영역에서 같은 인덕턴스 값을 적용하면 성능을 제대로 내기 어렵다. 이 논문에서는 인덕턴스 오차에 따라 발생되는 지령전압과 계산전압의 차이를 이용해 이를 실시간으로 보정함으로써 부하 성능을 개선할 수 있다는 사실을 확인했다.

전력계통에서 발생되는 전기의 품질 저하문제는 순시적 전압강하 등 전압의 크기문제 뿐 아니라 고조파 또한 상당부분을 차지하고 있으며, 그 피해 또한 매우 심각하게 나타난다. 이러한 피해를 최소화하기 위한 일련의 방법으로 UPS 시스템을 사용하게 되는데 이 UPS 시스템을 사용하는데 있어서 빠르게 에러를 검출하는 방법을 필요로 한다. 이 논문에서는 그 방법에 대해 연구해 보도록 한다.

본 논문에서는 10kW급 3상 새그전압 보상기를 구현함에 있어 필요한 알고리즘인 새그 검출기법, 양방향 싸이리스터를 통한 계통 차단, RMS 출력전압 제어기법을 논의한다. 시작품을 제작하여 실험을 거쳐 타당성 및 안정성을 검증하였다.

In DC Power Distribution System(DC PDS), a bus voltage instability is occurred by multiple parallel loads. The Voltage Bus Conditioner(VBC) is used to mitigate the DC bus voltage transient. An adaptive controller of the VBC is designed and the simulation result of the controller is verified by PSIM simulation package for the proposed control technique.

ITER 기구는 초전도자석 전원장치가 운전 중 발생 가능한 부하의 단락으로부터 장치를 보호하기 위하여 FSC(Fault Suppression Capability) 조건에 만족할 것을 요구하고 있다. 본 연구에서는 모의시험을 통해 FSC 조건에서 발생되는 단락 전류에 의한 소자 이상 유무 및 전자기력의 크기와 방향을 확인하였고, 해석을 통해 전자기력이 전원장치 구조물에 미치는 영향을 검토하였으며, 실제 시험을 통해 모의시험 및 해석 결과가 타당함을 검증하였다.

ITER AC/DC 컨버터는 ITER(국제핵융합실험로) 초전도자석에 최대 68 kA의 전류를 공급하는 전원장치이다. ITER AC/DC 컨버터 구조물의 재질선정, 구조설계, 구조 및 전자기력 해석 등을 통하여 컨버터 단위모듈의 실제크기 시제품을 제작하여 정격전류(22.5 kA) 및 단락전류(250 kA) 시험을 성공적으로 완료하였다.

최근 박막형 태양전지에 관한 연구가 한국에서 활발이 이루어 지고 있다. 이에 박막형 태양전지에 대해서 알아보고 박막형 태양전지를 회로 시뮬레이터에 구현 가능한 등가 모델링을 수행하고 시뮬레이션으로부터 나온 결과를 실제 모델 데이터와 비교하였다.

This paper describes a new method for the seamless operation mode transfer of a PCS with minimized voltage disturbance. The proposed method provides reduced STS turn off time after line fault and smooth mode change between current and voltage control of the PCS. The usefulness of the method is verified through simulations with the consideration of the time delay in detecting a line fault and SCR turn-off time.

디지털 제어기에 의해 동작하는 단방향 DC-DC컨버터는 불연속 전도모드 구간에서 입력전류 기준치와 평균입력전류사이에 오차가 존재하여 MPPT 추종이 부정확하고 MPPT 효율 역시 낮아진다. 따라서 본 논문은 전류제어를 하는데 전류오차율을 2%까지 최소화할 수 있는 전류게인 전향보상기법을 이용하여 DCM 구간에서도 98%이상의 MPPT효율로 MPPT 수행이 가능함을 실험으로 증명하였다.

본 논문에서는 태양광 발전 시스템의 일사량 불균형 환경에서 출력 전력을 최대화 하기위한 DC-DC 모듈 집적형 전력변환장치에 요구되는 동작에 대하여 알아보고 이를 제어하기 위한 알고리즘을 제안한다. 토폴로지는 구조가 간단하고 제어가 용이한 Cascaded Buck-Boost 컨버터를 대상으로 한다. 제안한 알고리즘을 PSIM을 이용한 시뮬레이션을 통해 검증한다.

본 논문은 풍력발전시스템의 MPPT 제어 시 정상상태에서의 안정성 향상을 위하여 퍼지로직 기반의 듀티비 변화량 가변 MPPT 방법을 제안한다. 일정한 듀티비 변화량으로 MPPT 제어 시 추종시간이 느려지거나 최대출력 점에서 진동하는 단점이 있다. 출력 전류량에 따라 구성된 퍼지로직 기반으로 듀티비 변화량을 가변 하여 MPPT 제어 시 정상상태 특성과 시스템 응답특성을 향상 시킬 수 있다. 3kW급 계통연계형 풍력발전시스템을 기반으로 수행된 시뮬레이션 결과를 바탕으로 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 승압형 컨버터를 이용한 계통연계형 풍력 발전시스템의 향상된 최대전력점 추종 기법을 제안한다. 풍력 발전시스템에서 블레이드 모델 기반의 출력계수 곡선을 추종하도록 운전할 때, 불완전한 데이터 입력 및 제어변수의 변동으로 최대출력점 추종 성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 제안하는 제어기법은 출력계수곡선 추종제어 기법에 히스테리시스 제어를 결합하여 빠른 최대출력점 추종 특성을 가지고, 시스템 제어변수 오차에 의해 이탈된 운전점을 정정하여 정상상태의 출력효율을 향상시킨다. 2.7kW급 풍력발전 시스템 모델 기반의 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 제어기법의 우수성을 보인다.

In order to increase the efficiency of the PV solar can get maximum power output from a control is up. But MPPT request Converter since Solar module always work MPP about out condition. This paper study of 170W stand-alone PV MPPT system for charge and discharge control system of the battery. The proposed system is a way of Flyback converters, and controls the algorithm used P&O control method and ATmega128.

본 논문은 계통연계형 태양광 발전 시스템에서 유효, 무효전력 주입 시 성능개선을 위한 슬라이딩 모드가 적용된 직접전력제어 기법을 제안한다. 제안하는 제어 기법은 공간벡터변조 방식이 적용된 직접전력제어에서 적합한 비례-적분제어기의 모델링을 함으로 적절한 제어기의 이득을 설정한다. 직접전력 제어의 우수한 응답특성을 유지하기 위하여 가변구조제어의 한종류인 슬라이딩 모드제어를 적용한다. 제안하는 알고리즘의 검증을 위하여 시뮬레이션을 수행하여 제안하는 제어기법의 타당성을 확인 한다.

본 논문은 SOGI를 이용한 정상분 전압 검출을 기반으로 하는 SRF(synchronous reference frame)-PLL(phase locked loop) 시스템을 제안한다. 일반화된 2차 적분기의 이중으로 사용하여 QSG(Quadrature-signals generator)의 성능을 개선하여 전압 불평형, 고조파 왜곡 등으로 인한 오차 발생 시에도 빠르고 정확한 위상 검출이 가능하도록 하였으며 본 논문에서 제시한 알고리즘은 PSIM 프로그램 결과를 통하여 타당성을 입증한다.

최근에는 풍속변화에 대응하여 최대전력을 발생할 수 있는 가변속 풍력발전 시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중이며 국내의 지형적 조건에 따른 바람의 영향으로 풍력발전 시스템의 MPPT제어가 반드시 필요하다. 종래의 풍력발전 MPPT 제어는 풍속변화에 대한 응답속도 등에 대한 문제점이 나타난다. 따라서 본 논문에서는 파라미터 변동에 대해 강인성 제어가 가능한 FLC(Fuzzy Logic Control)을 기반으로 한 풍력발전시스템의 MPPT 제어를 제안하고, 시뮬레이션 결과를 통하여 타당성을 입증한다.

본 논문은 풍력과 태양광 등의 신재생 에너지 전력저장뿐만 아니라 계통 안정화 및 전력품질 관리에 적용 가능한 BESS(Battery Energy Storage System)에서 대용량 에너지를 안정적으로 충전하고 방전할 수 있는 BCS(Battery Conditioning System) 개발에 대해 기술하였다. 충 방전시 배터리 냉각을 고려한 열유동 해석, 외부 환경조건 및 국내외 운송을 고려한 구조해석 등의 과정을 거쳐 설계 제작하였으며, 충 방전 성능시험을 수행하였다.

본 논문은 태양광발전의 주변 환경 변화에 종속적인 태양광 모듈 출력을 개선하기 위해 사용되는 두 개의 다른 형태의 태양광발전 시스템용 DC Optimizer에 대해 기술한다. 일사량 가변 및 외부 음영 조건 발생 시 서로 다른 두 유형의 DC Optimizer 동작 특성을 비교 분석하고 이를 시뮬레이션을 통해 검증한다.

In order to convert the mechanical movement of a linear generator to electrical power, the amateur current of the generator is controlled in accordance to the mover position. A linear encoder, usually used for direct detection of the mover position, not only is vulnerable to mechanical vibration, but also imposes significant constraint on the mechanical design of the generator system. Thus, this study proposes a method for indirect estimation of the mover position with emfs induced in amateur coils. The estimation algorithm is validated with simulation study.

본 연구에서는 DC마이크로그리드의 전력품질을 향상시키기 위한 에너지 저장장치의 Power Balancing 제어기법에 대하여 기술하고 있다. 제안하는 시스템의 동작 타당성을 체계적으로 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용한 마이크로그리드 모델을 개발하였으며 여러 사례 적용에 대한 모의실험을 통해 제어기법의 타당성을 검증하였다.

연료전지는 다른 대체에너지원에 비해 효율이 높고 소음이 거의 없으며 친환경적이라는 장점으로 인해 각광받고 있다. 연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응으로 물이 생성되는데, 이때 전기와 열이 발생한다. 또한, 저전압 대전류의 특성을 가지며 부하에 따른 출력전압의 변동이 크므로 전압을 조정해야 한다. 따라서 저전압을 승압하기 위한 DC/DC Boost(이하 부스트)컨버터가 필요하다. 본 논문에서는 연료전지를 이용한 배터리 충전 시스템을 구성하고, 그 기능을 MATLAB/SIMULINK의 모델과 시뮬레이션을 통해 확인한다.

Maximum Power Point Tracker (MPPT) is the big issue in generating power based on Wind Energy Conversion System. In case of unknown turbine characteristic, it is useful to implement MPPT based on fuzzy logic control. This kind of control is able to find the value of duty cycle to meet maximum power point at particular wind speed. There are many methods to develop MPPT based fuzzy logic controls. In this paper, two of the methods are compared both at low and high fluctuating wind speed.

주택 혹 산업용, 공공건물용으로 상용화 되어 있는 스트링 어레이 중앙 인버터 방식은 고압의 DC 배선으로 인한 안전문제, 고가의 고압 DC 차단기의 설치 및 과전압보호기 등으로 가격이 상승하게 되고 설치 시에도 패널간 균일 성능을 보장해야하고 스트링 상에 놓여 있는 패널 일부가 불량이거나 그림자가 져서 발전이 미비할 경우 전체 시스템 발전이 정지하거나 발전량이 미비해지는 문제가 생기므로 항상 최적의 상태로 운전할 수 없다. 그래서 이러한 태양광 발전 방식의 문제점을 해결하기 위해 각 모듈마다 마이크로 인버터를 장착하여 각각 패널마다 분산적인 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 를 수행할 수 있고 DC 배선이 없기 때문에 시스템 설치비용을 획기적으로 절감할 수 있으며 안정성 문제도 중앙 인버터 방식보다 획기적으로 향상된다. 패널 또는 인버터 고장 시 전체 시스템의 차단 없이 교체가 가능 하여 시스템의 설비 이용률을 최대로 할 수 있다. 이러한 패널에 쓰이는 마이크로 인버터를 PSIM으로 구현하여 DLL로 통해 디지털 제어로 구현을 하고 시뮬레이션으로 통해 시스템의 효능을 알아보았다.

일반적으로 사용되는 변압기에 비해 공진형 컨버터의 변압기와 유도급전 시스템에 사용되는 비접촉 변압기의 경우 공극이 아주 크다. 이런 경우, 일반적인 측정 방법으로는 정확한 변압기의 변수를 얻을 수 없다. 하지만 coupled 인덕터 측정 방법을 이용하여 공극이 큰 변압기의 변수를 측정하면 일반적인 변압기 측정 방법에 비해 정확한 변압기 변수를 얻을 수 있다. 그러므로 본 논문에서는 공진탱크를 구현하여 PSpice 시뮬레이션과 임피던스 분석기(PSM1735)의 결과를 비교하여 2가지 측정 방법 중 coupled 인덕터 측정 방법이 정확하게 측정 가능함을 검증하였다.

This paper proposes an extraction method for reactor parameters in atmosphere plasma power supplies. This method is performed by detecting phase difference between inverter voltage and current, and extracting the reactance through reactive power. The validity of the proposed scheme is investigated through simulation results and experimental results.

본 논문에서는 유성기어를 사용한 직병렬 혼합형 하이브리드 자동차(SPHEV)의 파워트레인 모델링과 하이브리드 자동차의 모드(전기자동차 모드(EV), 엔진 모드, 하이브리드 모드(HEV) 등등)변화에 따른 파워 분배 및 동특성 해석에 대하여 기술한다. 내연기관, 전동기, Energy Storage System(ESS)과 같은 구성요소들의 정격은 에너지 개념과 Electrical Peaking Hybrid(ELPH)를 이용하여 설계하였으며, 동특성 분석을 위하여 전력전자 분야 에서 널리 사용되고 있는 시뮬레이션 툴인 PSIM을 이용하여 모델링 하였다.

본 논문에서는 PSCAD/EMTDC 프로그램을 통해 HVDC 제어기를 설계하였다. HVDC 제어기는 컨버터의 운전모드에 따라서 인버터 제어기와 정류기 제어기로 나뉘며, 인버터 제어기는 전류제어기, 전압제어기, 소호각 제어기로 구현하고, 정류기 제어기는 전류제어기 및 전압제어기로 구현하였다. HVDC V-I 특성곡선에 VDCOL을 적용하여 전압에 따른 전류의 의존 특성을 반영하였다. ac 계통 단상 지락 고장, 3상 지락 고장에 대해 시뮬레이션하여 설계한 제어기의 정상상태 및 과도상태시 응답성능을 검증하였다.

최근 계통연계형 인버터 시스템에서 고 신뢰 운전이 매우 중요한 과제로 대두되고 있다. 특히 인버터의 고장에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 계통연계형 인버터에서 직류단 전압 센서의 고장 허용 제어 알고리즘을 제안한다. 직류단 전압의 추정값으로 고장의 발생 시에 허용 제어를 수행한다. 매우 빠른 동특성을 가진 제어기가 요구되는 제안된 알고리즘의 적용을 위해 데드비트 전류제어기를 사용한다. 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘을 검증한다.

상이한 전기화학적 특성을 가진 단위 셀들을 미리 선별하여 팩의 안전한 운용 및 배터리 관리 시스템의 성능 향상을 위해 스크리닝(screening)은 필수적이다. 그러므로, 본 논문에서는 이산 웨이블릿 변환(DWT;discrete wavelet transform)을 이용한 리튬 이온 배터리 스크리닝 방법을 제안한다. 제안된 방식은 축소된 하이브리드 자동차용 전류프로파일을 통해 얻어진 충방전 전압을 이산 웨이블릿 변환에 적용하여 저주파 전압 성분과 고주파 전압 성분으로 분리하고, 각 단계별로 얻어진 성분들의 통계처리를 실시하여 스크리닝을 구현한다. 특히, 마지막 단계에서의 저주파 전압 성분과 고주파 전압 성분은 배터리의 State-of-health(SOH)를 예측하기 위한 성분으로 정의된다.

본 논문에서는 리튬 폴리머 배터리($LiFePO_4/C$)의 개방전압(OCV;open-circuit voltage) 히스테리시스 특성을 이용한 확장 칼만 필터(EKF;extended Kalman filter) 기반 state-of-charge(SOC) 추정방법을 소개한다. 배터리 등가회로의 중요 요소인 OCV 모델링을 위해 충전 및 방전 각각의 OCV 히스테리시스 특성을 고려하였고 더불어 OCV-SOC 관계의 SOC 간격을 10%에서 5%로 조정하여 EKF 기반 SOC 추정알고리즘의 성능이 향상되었다. 축소된 하이브리드 자동차용 전류프로파일을 적용했을 때 SOC 추정이 잘 이루어지지 않는 영역은 EKF의 측정방정식에 노이즈 모델 및 데이터 리젝션(data rejection)을 구축하였다. 제안된 방법을 이용하여 SOC 추정결과 전류적산법 대비 5%이내의 SOC 추정에러를 만족하였다.

본 논문은 HVDC System의 컨버터를 구성하는 Thyristor 밸브의 스위칭동작을 테스트하는 합성시험회로의 기본동작을 분석한 내용에 대해 기술하고 있다. 합성시험회로(STC : Synthetic Test Circuit)는 HVDC System의 컨버터가 동작할 때 각 Thyristor 밸브에 나타나는 턴-온 전류와 턴-오프 전압을 인위적으로 공급하여 정상동작 여부를 시험할 수 있는 모의실험회로를 의미한다. 본 연구에서는 PSCAD 프로그램을 이용하여 2kV, 200A급 Thyristor를 테스트하기 위한 합성시험회로의 시뮬레이션 모형을 개발하고 그 동작을 분석하였다. 개발한 합성시험회로의 시뮬레이션 모델은 향후 IEEE와 IEC 규정에 만족하는 새로운 합성시험회로를 개발하는데 참고 자료로 활용 될 것으로 기대된다.

본 논문에서는 3상 양방향 AC-DC 컨버터의 계통사고 검출기법을 제안한다. 3상 양방향 AC-DC 컨버터는 동기좌표법을 이용하여 PLL(Phase locked loop)을 구현하였고, PLL제어에 있어서 dq변환을 수행한다. dq변환은 입력의 크기 정보와 위상정보를 포함하기 때문에 이를 이용하여 계통사고의 검출이 가능하다. 따라서 본 논문에서는 3상 양방향 AC-DC 컨버터를 이용하여, 계통사고에 대한 검출 기법을 제안하였으며, 계통의 d축, q축 전압대하여 사고를 정의하였다.

본 논문에서는 2차전지의 필수적인 충 방전 데이터의 수집 및 분석을 쉽게 할 수 있는 배터리 충 방전 데이터 수집 장치를 개발하였다. 개발된 장치는 데이터 샘플링 시간 설정(0.1~10초)과 충 방전 사이클 중 대기시간 설정이 가능하도록 설계하였다. 또한 충 방전 사이클 횟수를 배터리의 활성화와 전압 평균화를 위하여 최대 10회까지의 수행할 수 있도록 개발하였다. 개발된 장치의 성능을 검증하기 위해 LabVIEW로 측정된 데이터와 비교 분석하여 타당성을 검증하였다.

풍력 발전 시스템을 설치하기 위해서는 사전에 타당성 조사가 반듯이 이루어져야 한다. 풍력자원 분석은 발전기 종별 발전량을 예측하여 효율적인 발전기(안전등급포함)를 선택할 수 있으며, 향후 발전기를 설치할 경우 선정지점의 지지 기반 및 기초공법에 관한 기초자료로 활용이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 12비트 분해 능력을 가지고 있는 DSP-f28335 마이크로 콘트롤러를 사용하여 IEC61400-1 국제기준에 준수하여 풍향, 풍속, 온도를 측정하고 저장이 가능한 풍력자원 분석장치를 개발하였다.

본 논문에서는 납축전지의 충전 초기 전압변화를 이용한 축전지의 상태와 충전상태를 비교 평가하는 방법을 연구하였다. 12V/1.2Ah의 납축전지를 대상으로 NI사의 DAQ 장치로 충방전 실험 장치를 구축하고 LabVIEW로 프로그램을 작성하여 축전지의 전압과 전류를 측정하였다. 축전지가 노화된 경우 충전 초기 전압이 급격히 상승하였고, 충전 전류는 정상적인 축전지에 비해 상대적으로 적게 나타났다. 실험 결과를 바탕으로 축전지의 충전상태를 평가하였다.

본 논문은 탑재형 배터리 충전기의 안정도 향상을 위한 제어기 설계 기법을 제안한다. 전체 시스템은 역률개선회로와 위상천이방식의 풀-브릿지 컨버터로 구성되어 있다. 역률개선회로는 전류제어기와 전압제어기에 의해 입력전류와 직류단 전압을 제어하며, 풀-브릿지 컨버터는 직류단 전압을 입력으로 하여 일정 출력전압을 제어한다. 본 논문에서는 역률개선회로의 소신호 모델을 이용한 PI 전류 및 전압제어기 설계기법, 위상천이방식의 풀-브릿지 컨버터에서 출력 캐패시터의 작은 등가직렬저항(ESR)을 고려한 타입-3 형태의 제어기 설계기법을 제안한다. 3kW급 탑재형 배터리 충전기 시스템을 모의한 시뮬레이션을 통해 설계된 제어기의 성능을 검증한다.

This paper presents speed control scheme of the PMSM which has torque compensator to reduce the speed error and ripple. The proposed speed controller is based on the conventional PI control scheme. But the additional torque compensator which is different to the conventional differential controller produces a compensation torque to suppress speed ripple. In order to determine the proper compensation, the activation function which has discrete value is used in the proposed control scheme. With the proposed activation function, the compensation torque acts to suppress the speed error increasing. The proposed speed control scheme is verified by the computer simulation and experiments of 400[W] PMSM. In the simulation and experiments, the proposed control scheme has better control performance compare than the conventional PI and PID control schemes.

본 논문에서는 동기정류형 벅 컨버터의 넓은 부하 범위에서 고효율을 달성하기 위한 디지털 제어 전략을 제안한다. 동기 정류 컨버터는 다이오드에서 발생하는 도통손실을 줄이고자 하는 방법으로 고전류 응용범위에서 유리하다. 하지만 낮은 부하에서 이러한 방법은 비효율적일 수 있다. 따라서 디지털 제어의 장점을 이용하여 넓은 부하 조건에서 높은 효율을 이루기 위해 모드 변환 전력을 제시한다. 제어 방법은 3단계로 이루어져 있으며 부하가 줄어듦에 따라 CCM 모드에서 DCM 모드 그리고 pulse skipping 모드로 전환한다. 제안한 방법은 TI사의 TMS320F28335를 통해 구현되었으며 실험을 통해 타당성 및 효용성을 검증하였다.