본 논문은 영전압 스위칭을 갖는 고승압 캐스케이드 동기정류 부스트 컨버터를 제안한다. 제안된 컨버터는 캐스케이드 부스트 컨버터 기반으로 고승압을 달성하기 위해 결합 인덕터를 적용하였으며 컨버터의 효율 향상을 위해 추가 회로와 동기정류방식을 적용하여 기존 출력 다이오드의 도통 손실이 감소하였으며 영전압 스위칭을 달성하였다. 제안된 컨버터는 이론적 해석과 200[W]급 하드웨어 시작품을 제작하여 검증하였다.

컨버터 제어를 위한 피크 전류 모드는 기존의 전류 모드 제어 기법에 비해 빠른 응답과 간단한 구조로 인해 많은 컨버터 애플리케이션에서 사용된다. 그러나 듀티가 0.5를 초과하면, 서브 하모닉 발진이 전류에서 발생한다. 이러한 현상을 방지하기 위해 제어기를 안정적으로 동작 할 수 있도록 보상 기울기를 추가 한다. 그러나 기울기 보상의 방법은 구조를 복잡하게 만들고 출력 전압이 가변적 일 때 때때로 기울기를 변화시켜야 하는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 기울기 보상 없이 새로운 하이브리드 모드 전류 제어 방법을 제안한다. 밸리 전류 모드에서 트레일 링 에지 변조를 사용하는 제안 된 방법에서, 서브 하모닉 발진 문제는 쉽게 해결 될 수 있다. 제안 된 제어기는 Psim 시뮬레이션에 의해 검증된다.

본 논문에서는 비선형 부하를 갖는 3상 4선식 4-leg 인버터의 LC 필터 커패시터 결선방식에 따른 특성을 비교 분석 한다. 특성 비교 분석을 위해 동일한 인덕턴스 조건에서 각 결선방식에 따른 커패시턴스를 설계하고 시뮬레이션을 진행한다. 시뮬레이션을 통해 각 결선방식에 따른 특성 및 손실을 비교하여 비선형 부하를 갖는 3상 4선식 4-leg인버터에 적합한 설계 방식을 제시한다.

The Phase-Locked Loop (PLL) is widely used in grid-tie inverter applications to achieve the synchronization between the inverter and the grid. However, its performance is deteriorated when the grid voltage is not pure sinusoidal due to the harmonics and the frequency deviation. Therefore it is important to design a high performance phase-locked loop (PLL) for the single phase inverter applications to guarantee the quality of the inverter output. In this paper a simple method to improve the performance of the PLL for the single phase inverter is proposed. The proposed PLL is able to accurately estimate the fundamental frequency component of the grid voltage even in the presence of harmonic components. In additional its transient response is fast enough to track a change in grid voltage within two cycles of the fundamental frequency. The effectiveness of the proposed PLL is confirmed through the PSIM simulation and experiments.

본 논문은 MMC 토플로지에서 EMI 노이즈와 누설 전류를 발생시키는 커먼모드 전압(Commom Mode Voltage, CMV)을 스위칭 스테이트 해석을 통해 일반화 하고 이를 저감할 수 있는 기법을 제안한다. 이러한 CMV에 관한 해석과 저감 기법은 시뮬레이션으로 타당성을 검증하였다.

본 논문에서는 전기자동차 800V/14V LDC용 낮은 전압정격을 갖는 소프트 스위칭 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터는 입력이 직렬구조로써 입력전압의 절반으로 낮은 스위치의 전압정격을 갖기 때문에 도통손실과 스위칭 손실 저감 효과를 갖고, 넓은 입력전압 및 부하영역에서 소프트 스위칭을 성취하여 높은 효율을 달성할 수 있으며 변압기의 직렬연결로 된 커패시터로 인해 자화전류의 오프셋이 없다. 제안하는 소프트 스위칭 컨버터의 동작원리를 제시하고 시작품을 통해 본 논문의 타당성을 검증하였다.

1차와 2차측의 위상 변조를 이용하는 Dual Active Bridge (DAB) 형태의 직렬 공진형 양방향 컨버터는 이미 구현되었다. 하지만 이는 좁은 영전압 스위칭 범위를 가지고 경부하시 전력변환 효율을 떨어뜨린다. 본 논문은 Sinple Phase Shift (SPS)와 Extended Phase Shift (EPS)를 사용하는 양방향 직렬 공진형 컨버터를 제안하고 이를 이용하여 전부하 구간동안 소프트 스위칭을 얻고자 한다. 정방향 및 역방향 전력 변환에 따른 영전압 스위칭의 조건을 분석하고 공진 탱크와 제어 자유도를 조절 방법에 대해 분석하고자 한다. 제안하는 분석 및 디자인 방법은 500 W 직렬 공진형 컨버터를 통해 검증하였다.

본 논문은 active neutral-point clamped (A-NPC) 컨버터를 이용한 이차 전지 충방전 시스템 설계 방법을 제안한다. 제안하는 시스템은 계통 전압의 정류를 위한 필터와 3-레벨 NPC 컨버터, 이차 전지 충방전을 위한 양방향 DC/DC 컨버터로 구성된다. 그러나 기존의 NPC 컨버터는 IGBT의 스위칭 손실이 특정 소자에 집중되어 스위칭 주파수를 높이는데 한계를 갖는 다. 본 논문은 손실 불균형 문제를 해결하기 위해 기존의 NPC 컨버터 대신 A-NPC 컨버터를 적용하며 이를 위한 변조 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 통해 변조 방법에 따른 IGBT의 손실 및 온도 분포에 대한 분석 결과를 제시하며 제안하는 이차 전지 충방전 시스템의 타당성을 검증한다.

본 논문에서는 수소자동차(Fuel Cell Electric Vehicles: FCEVs)용 고전압 직류 변환장치 (High Voltage DC-DC Converter: HDC)의 소프트 스위칭 셀 최적 설계 방안을 제시한다. 선정된 소프트 스위칭 셀에서 손실 분석을 통해 최적의 공진 네트워크 설계를 제안한다. 제안하는 설계 방안의 타당성은 실험 분석을 통해 검증한다.

본 논문에서는 자성체 및 비자성체 용기 판별이 가능하고 워킹코일 온도 변화가 고려된 All Metal IH(Induction Heating) 제어 알고리즘을 설계한다. 용기 재질과 위치에 따른 파라미터를 분석하여 전력 Curve-fitting 모델링을 통해 용기 판별을 수행하고 비자성체 가열 시 급상하는 워킹코일 온도를 반영하여 변화하는 전력 제어 알고리즘을 보상한다. 설계된 All Metal IH 제어 알고리즘은 실험을 통해 검증한다.

본 논문에서는 새로운 액티브 스너버 셀을 적용한 부스트 컨버터를 제안한다. 제안하는 컨버터의 메인 스위치는 ZVS 턴 온 및 오프, 보조회로 스위치는 ZCS 턴 온 및 ZVS 턴 오프하며 모든 다이오드는 ZCS 턴 오프를 성취한다. 또한, 제안하는 컨버터는 고전력 응용을 위한 인터리빙 기법으로 구현이 용이하다. 따라서 PWM 컨버터의 전력밀도와 효율을 높이고 EMI 노이즈를 줄일 수 있다. 제안하는 컨버터의 타당성을 검증하기 위해 600W/100kHz의 프로토 타입을 제작하여 실험을 진행하였다.

본 논문은 무정전전원장치의 전압품질 향상을 위한 디지털 홀수고조파 반복제어기 설계기법에 대해 기술한다. 반복제어기의 설계를 위해 전체 제어시스템을 설계하고, 반복제어기가 안정하기 위한 기준을 제시한다. 비선형 부하에 대해 반복제어기를 적용함으로써, 인버터 출력전압의 홀수고조파 성분을 효과적으로 보상할 수 있으며, 이를 모의실험 및 실험으로 확인한다.

본 논문은 양극성 직류배전망 연계를 위한 3-level NPC AC/DC 컨버터 제어 시 PI제어와 연산량 감소 모델예측제어를 혼합한 제어 기법을 제안한다. 이를 통해 기존에 비해 향상된 동특성을 확인할 수 있다. 제안하는 제어 기법을 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

In this paper, design method for a high frequency transformer with high insulation is presented. The insulation performance of the high frequency transformer is determined by the distance between primary and secondary windings, and the characteristics of dielectric material. For the voltage strength safty, a high frequency transformer model is designed. By using computer simulation, the transformer model is evaluated.

본 논문에서는 7상 BLDC 전동기를 이용한 수중 부하 시스템에서 전동기의 고속 운전 영역 확장을 위한 자동 진상각 알고리즘을 제안한다. 고속 운전 영역 운전 시 역기전력 상승에 따라 전류 지연 현상이 발생한다. 이를 보상하기 위해 기존의 제어 방식은 Look-Up Table을 이용한 진상각 방식 또는 추가적인 하드웨어를 구성하여 제어한다. 이는 운전점이 변경될 경우 제어 특성이 현저히 나빠지고, 전동기의 제정수에 의존적이고, 제어 시스템의 부피 및 비용 증가와 같은 문제를 야기 시킨다. 본 논문은 진상각 인가를 통해 확보할 수 있는 유효 전압을 계산하고 안티와인드업 출력 전압을 이용하여 필요한 진상각을 자동적으로 인가한다. 본 논문에서 제안하는 방식은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교 및 분석하였다.

모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC) 토플로지는 HVDC 송전을 위한 전력변환 시스템 또는 전기추진 선박과 같은 대용량 시스템에 주로 사용된다. 본 논문은 MMC 시스템의 출력 전류 센서에서 전류 검출 과정 시, 발생 가능한 오차 성분의 영향을 분석하였다. 또한 전류 센서의 오차 성분을 일반화 하고, 이를 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

This paper presents a linear droop control scheme based on the generation costs of DGs in an autonomous DC microgrid. Unlike the proportional power sharing of the conventional droop control, in the proposed control algorithm, the minimum output voltage range is adjusted and the droop coefficients are regulated according to the generation costs of DGs. As a result, the DGs with lower costs supplies more power in comparison with those with higher costs. Therefore, total generation cost of the system is reduced significantly. The proposed method is simple to implement and it does not require the centralized controller and communication links.

본 논문은 파력발전 장치의 최대 전력 운전을 위한 가변 부하 시스템을 구현하고 해상 및 육상 실험을 통해 검증하였다. 파력 장치는 가변 스프링, 댐퍼, 질량, 동기발전기, 가변 부하 시스템 등으로 구성되었으며, 동기발전기는 최대 출력을 발생시킨다. 파도 조건에 따라 달라지는 부하의 크기는 최적부하계산 알고리즘을 통해 선정되었으며, 제안된 부하 시스템을 통해 부하의 크기를 가변시켰다. 파력발전 장치는 수조 장치를 통해 파도 진폭의 크기(200mm~600mm)와 주파수(0.2Hz~1Hz)를 가변시켜 발전된 전력을 비교 분석하였으며, 해상 시험을 통해 시스템의 성능을 검증하였다.

본 논문에서는 승압형 PFC 컨버터를 사용하고 풀브리지-하프브리지 제어를 적용한 넓은 결합계수 범위에서 동작하는 2-stage 자기유도방식 무선전력전송 시스템의 설계 방법을 제안한다. 결합계수, 출력전압 범위 및 bridgeless 정류기의 최대 승압비를 고려하여 풀브리지-하프브리지 동작 영역과 승압형 PFC 컨버터의 DC link 전압 범위를 설계한다. 설계 결과를 기존 시스템과 비교하고 시뮬레이션을 통하여 이를 검증한다.

본 논문에서는 자성체 및 비자성체 용기 가열이 모두 가능한 Induction Cooker 스위칭 소자를 선정한다. 비자성체 용기 가열 시 스위칭 소자에서 발생하는 손실, 열 저항 및 방열판의 온도를 통해 Package Type에 따른 접합 온도를 계산하여 스위칭 소자를 선정하고 실험을 통해 선정한 스위치의 적합성을 검증한다.

기존의 다중 코일을 이용한 소형 자성체를 제어하는 시스템에서 전류 벡터 지령은 구동 매트릭스의 pseudo-inverse를 사용하여 계산되었다. 본 논문에서는 기존의 전류 지령에 null space 전류 벡터 지령을 더하는 방법을 이용하여 현재 전류 벡터값과 목표 전류 벡터 지령 사이의 전류 변화량이 최소화 되는 전류 지령 수정 방식을 제안한다. 제한된 전압 정격 내에서 제안된 방식을 적용할 경우 전류 지령 벡터값에 도달하는 시간이 짧아짐으로, 기존 방식에 비해 빠른 반응성을 얻을 수 있다. 제안된 방법은 Matlab(R) Simulink(R)를 통해 검증하였다.

This paper presents design of auxiliary circuit to reduce loss of ZVT interleaved flyback converter. The ZVT interleaved converter using the conventional auxiliary circuit has a large conduction loss due to the constant circulating current in the auxiliary circuit. The auxiliary circuit proposed in this paper, which consists of the coupled inductor and DC-link capacitor, has linearly increasing or decreasing auxiliary current. Then, the conduction loss occurring in the auxiliary circuit is reduced. The validity of the proposed auxiliary circuit is verified with the prototype of 500W.

The operating characteristics of power MOSFETs greatly vary depending on the junction temperature. A PSpice thermal model is implemented to simulate the temperature characteristics of the power MOSFETs in this paper. A thermal model is derived that can be applied online in PSpice simulations and PSpice parameters are reconstructed using a curve fitting from commercial data sheets. The implemented PSpice model is applied to the buck converter and the validity of the model is verified through experiments.

This paper presents a low-cost portable lithium battery parameter measuring and estimating the solution. In this method, lithium battery characteristics are monitored during discharging and charging cycles. The battery profile is analyzed, and its key parameters are estimated by GNU Octave running on Raspberry Pi Zero, a mini computer. The proposed method can measure and estimate the battery parameters for SOC and DOD estimation with reasonable accuracy as well as portability features.

In a two-dimensional wireless power transfer system, the mutual inductance angle is the most important parameter for determining the power transmission efficiency. This paper presents a technique to estimate the mutual inductance angle from the voltage and current information of the transmitting (Tx) coils. The equation to estimate the mutual inductance angle is derived, and the validity of the proposed method is verified through simulation and experiment.

This paper presents an advanced DC droop using both an output current and a grid current. To control parallel-connected converters without communication, the DC droop control is conventionally used. The conventional DC droop control method droops output voltage using an output current. It cannot control the source current causing output voltage errors. This paper proposed the DC droop method using both an output current and a grid current to improve dynamic response of voltage droops. The simulation results with PSIM is provided.

태양광, 풍력 등 신재생 에너지 비중이 확대되면서 마이크로그리드 기술의 중요성이 대두되고 있다. 마이크로그리드는 임의의 전력망을 계통과 분리된 자립 운전의 형태로 운영하는 것을 목적으로 하며, 이에 따라 그리드 내의 실시간 부하 감지 및 제어 기술이 필요하다. 본 논문에서는 기본파 전류만을 제어하여 전력을 공급하던 기존 방법과 달리 고조파 전류를 함께 제어하여 여러 주파수에서 전력을 공급함으로서, 부하의 특성을 감지함과 동시에 부하 특성에 따라 최적의 전력 공급 지령을 제어하는 방법을 제시한다.

본 논문에서는 향후 기후환경 변화에 따른 전력변환장치의 특성을 분석하기 위해 많은 소자들 중에서 전력용 스위치의 출력 특성을 분석하였다. 전력변환장치는 일반적으로 폐루프 제어를 함으로써 출력 특성의 변화를 보상해 주어 온도변화에 대한 스위치 자체의 특성을 관찰하기가 어렵다. 따라서 본 논문에서는 타이머 555IC, DSP320F28335를 이용하여 고정된 듀티를 출력할 수 있도록 회로를 구성하고, 온도변화를 주어 스위치의 출력 특성을 보고자 한다.

This paper proposes a high efficiency hybrid generator which has a winding and PM(Permanent Magent) field together. The PM field can supply the enough flux to generate the no-load output voltage, and the field winding current can supply the flux to compensate the voltage drop from the load. Furthermore, the PM exciter can supply the enough power for the field of the generator. The detailed design and the FEM analysis are presented to verify the proposed hybrid generator. Then the experimental results shows the effectiveness of the proposed system.

본 논문에서는 하이브리드 / 전기 자동차의 견인용 전동기로 널리 쓰이는 영구자석 동기 전동기를 실시간으로, 실제 전력 상황에서 모의하는 실시간 부하 모의 장치(Real-Time Emulator, RTE)의 구동에 필요한 직류단 전압의 크기에 대하여 분석한다. 운전 주파수 및 스위칭 주파수 전류 모의까지 가능한 부하 모의 장치에서, 모의 전류 및 모의 운전 속도에 따라 필요한 직류단 전압을 구하는 방법을 이론적으로 전개하고, '도요타사(社)'의 하이브리드 자동차 '프리우스'에 내장된 견인 전동기의 모의를 위해 필요한 직류단 전압의 계산에 이를 적용해본다. 실제 물리적 지표를 반영하기 위해 모의하고자 하는 전동기에 대하여 유한요소법 (Finite Element Method, FEM)을 실행하여 얻은 값들을 사용하였다.

The motor used as a drive in machine tools is the largest part of energy consumption. Therefore, it is essential to optimize the energy consumption of the motor to improve the energy efficiency of machine tools. In this paper, the energy consumption model of motor drives is derived from the operating conditions of machine tools. The validity of the derived model is verified through the experiments.

This paper proposes a speed estimator for sensorless control of diesel-generator (genset) systems, where the speed of the genset is calculated from the back-EMF frequency of the generator. The back-EMF frequency is extracted from a phase output current by using multiple second-order generalized integrators (SOGIs) connected in parallel and series and separated frequency-locked loops. The proposed method (PS-SOGI-FLL) is able to estimate the fundamental frequency in the distorted output current with high accuracy and strong robustness. Simulation results are shown to verify the validity of the proposed method.

본 논문은 자기부상열차 시스템의 부상 신뢰도 향상을 위한 선형 유도전동기의 순시 제어기법을 제안한다. 선형 유도전동기는 자기부상열차의 추진을 담당하며, 운전 속도와 입력 주파수에 따른 슬립 특성이 존재한다. 이 슬립 특성은 전동기에서 발생되는 수직력과 밀접한 관련을 보이며, 이는 부상 시스템에 외란으로 작용된다. 따라서 본 논문에서는 선형 유도전동기의 특성을 FEM 해석을 통해 정확히 분석하고, 이를 반영한 최적 슬립 주파수 간접벡터제어 기법을 통해 부상 신뢰도 향상을 위한 새로운 순시 제어기법을 제안 하였다.

본 논문에서는 철도차량용 매입형 영구자석 동기전동기의 저속영역에서 구동을 위해 센서리스 제어 기법을 적용하였다. 저속영역에서 센서리스 제어는 회전하는 전동기에 연속적인 고주파 신호를 인가하고 그 신호에 대한 응답을 이용한다. 매입형 영구자석 동기전동기의 회전자 인덕턴스 변화와 자기적 돌극성을 이용하므로 특정 전동기에 대해 우수한 성능을 나타낸다. 따라서 본 논문에서는 동기좌표계 d축 전압에 정현파 신호와 구형파 신호를 주입하여 두 방식에 대한 결과를 시뮬레이션을 통해 분석하였다.

This paper presents design of control system for permanent magnet synchronous generator(PMSG). The gas engine make rotating mechanical energy from gas fuel energy. The rotor of synchronous generator is connected to axis of engine. And it converts the mechanical energy to the electrical energy. The control system of PMSG helps the electrical energy to flow to grid. the single phase pfc rectifier controls the DC-link voltage by controlling the current of filter inductor. If the DC-link voltage is higher than the voltage reference, the filter current could be controlled to flow to grid. The three phase inverter controls the stator current of generator. The direction of the current is controlled depends on motoring or generating mode. The feasibility of the grid-connected PMSG is verified by the experimental results with 1kW prototype.

본 논문에서는 비선형 최적화 기법을 이용하여 자기 포화(magnetic saturation) 및 교차 결합 현상(cross-coupling effect)을 고려한 매입형 영구자석 전동기(IPMSM)의 실시간 MTPA 제어 방법을 제안한다. 이는 토크 지령 추종과 최소 동손 운전을 만족하는 제한 최적화(constraint optimization) 문제로 접근할 수 있다. 이를 통해 유도한 연립 비선형 방정식의 경우, Levenberg-Marquardt 수치 해석법을 적용하여 안정적이면서 빠르게 해를 구할 수 있다. 이러한 방법을 이용하면 참조표(look-up table) 없이 운전 환경의 실시간 변동을 고려한 효율적인 MTPA 운전이 가능하다. 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리즘의 전류 해가 최적 운전점과 일치함을 확인하였다.

본 논문에서는 H7 인버터와 DPWM 기반의 개선된 변조 기법을 이용한 2-레벨 인버터의 커먼 모드(Common Mode) 전압 저감 방법을 제안한다. 기존의 H7 인버터를 이용한 커먼 모드 전압 저감 방법은 스위칭 신호 구현을 위해 추가적인 논리회로가 필요하고, 일부 영역에서 커먼 모드 전압 저감이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 제안하는 방법은 옵셋(Offset) 전압을 이용한 변조 방식을 사용하여 3상 인버터의 스위칭 신호를 생성하고, 3상의 지령 값을 이용하여 7번째 스위치의 스위칭 패턴을 결정한다. 이를 통해 추가적인 논리 회로 없이 하나의 캐리어만을 이용하여 모든 스위치의 스위칭 신호를 구현하며, 모든 영역에서 커먼 모드 전압 저감이 이루어지도록 하였다. 제안된 방법의 커먼 모드 전압 저감, 출력 상전류 왜곡 특성에 대한 성능을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 속도에 따른 순시 최대 회생에너지를 갖는 제동기법이 제안되었다. 제안하는 기법을 기존 전동기 구동시스템에 적용시키기 위해 주변기기를 추가하지 않고 특정속도에서 최대 회생에너지를 갖는 토크를 발생시켜 전동기를 제동하였다. 또한 제안하는 기법의 회생 에너지가 기존의 기법보다 증가함을 시뮬레이션을 이용하여 검증하였다.

본 논문에서는 온라인 업데이트 상황에서의 배터리 용량 감소상태를 추정하기 위해 사용되는 전압변동곡선(Differential Voltage; DV)을 실시간으로 추정하는 알고리즘을 개발한다. 동적 전류 특성으로 인한 오차의 최소화를 위해 내부 임피던스 성분에 의한 전압 변동을 고려하는 방법론을 제안하며, 이는 필터링 기법을 통한 파라미터 추정 과정을 포함한다. 본 연구의 타당성은 단전지 전류 프로파일 실험 결과를 기반으로 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

변압기 기계적 손상의 주요 원인은 단락전류에 의해 발생하는 전자기력이다. 상용 변압기는 특정 수준의 기계적 강도를 견디게 설계 되어야 하며 단락전류에 의한 변압기 특성 변화를 검증하기 위한 단락성능시험은 국제 표준에 따라 시행되어야 한다. ITER CS 3상 정류기 변압기의 단락시험은 IEC 표준에 따라 전기연구원에서 시행되었으며 그 결과를 본 논문에서 소개하고자 한다.

기존의 배풍기 효율을 높이기 위해서 모터와 제어방식 그리고 임펠러 형상에 변화를 주는 시스템 설계에 관한 연구다. 본 논문에서는 임펠러 속도는 5500rpm으로 증가시키고 크기는 320mm에서 250mm로 줄였으며 효율과 최대 풍량을 향상키기기 위해 임펠러의 Hub/Tip 비율을 줄이며, 날개각도에 변화를 주는 방식을 제안한다. 여기서 Hub/Tip 비율이 줄어들면 임펠러 날개의 면적이 늘어나 유량이 증가하게 되고, 임펠러 중심 거리에 따른 날개 각도를 변화시키면 배풍기 속도에 대한 풍압과 풍량이 달라져 배풍기의 효율을 높일 수 있다. 설계된 구동용 SRM과 임펠러의 설계에 따른 운전 특성을 시뮬레이션을 통해 해석하고자 한다.

The heat treatment performed during the welding of the structure should adjust the temperature of the structure in several steps in order to further improve the welding performance. This paper proposes a technique to control multiple SCR power converters to control the temperature of each ceramic heater at various stages according to a specified time.

본 논문에서는 DC 48V 전원 공급이 가능한 600W급 PV ESS( Energy Storage system)시스템에 대하여 제안한다. PV 입력부는 100V이하의 전압 입력에서 사용할 수 있도록 3레벨 부스트(Three level boost)컨버터로 구성하였다. 배터리는 양방향 DC/DC 컨버터를 사용하였고 DC48V부는 벅 컨버터로 구성하였다. 제안한 시스템의 검증하기 위하여 시뮬레이션과 600W PV ESS 시스템을 구성 실험을 진행하였다.

본 논문에서는 새로운 태양광 추적 시스템을 제안한다. 일반적으로 기존 감지식 태양광 추적 시스템은 광 센서를 이용하여 태양위치를 추적하는 방식으로 이루어 진다. 제안하는 시스템은 광 센서를 제거한 후 여러 개의 태양광 패널 각각 발전량을 비교하여 태양위치를 추적한다. 이러한 방법은 기존 태양광 추적 시스템의 많은 단점을 보완할 수 있다. 제안된 방법은 프로토 타입을 통해 검증하였다.

본 논문에서는 일사량 데이터를 이용한 태양광 부스트 컨버터의 MPPT 성능분석에 대한 연구를 제안한다. 실외 실험을 통해 일사계(Pyranometer)로 측정한 일사량 데이터와 그에 따른 태양광 패널의 출력 데이터를 검토하여 부스트 컨버터의 MPPT 성능을 테스트 하였으며, 측정한 일사량 데이터를 토대로 수행한 시뮬레이션과 실험결과를 비교 분석하였다.

풍력 발전 시스템에서 정격 풍속 이상의 바람에 대응하기 위해서는 일반적으로 전기적 브레이크와 기계적 브레이크가 요구된다. 기계적 브레이크는 상대적으로 응답성이 느리며 그 시간 동안 발전기 rpm 증가에 따른 DC전압 상승에 대응하는 전기적 브레이크의 역할이 시스템 안정성에 있어 매우 중요한 요소이다. 전기적 브레이크 중에서도 소형풍력 발전시스템에서는 DB(Dynamic Brake)저항을 통해 부하를 걸어주는 방식이 주로 쓰인다. DB 저항 구동에 있어 히스테리시스 루프에 기반한 PWM제어가 일반적으로 통용되는 방식이다. 이러한 방식과 비교하여 제어 안정성, 전압 오버슈트 등의 면에서 우수한 DB저항 제어 방식을 제안하며 히스테리시스 방식과 과도상태 정상상태 특성 비교 및 성능 분석을 시뮬레이션 결과를 통해 제시한다.

본 논문은 quasi P+MR 전압 제어를 활용한 삼상 인버터의 계통 동기화 방식을 제안한다. 계통동기화 과정 시 시스템이 고정자 좌표계하에서 제어 또는 모델링된다면 독립운전에서의 정전압 및 정주파수를 갖는 교류 지령 전압은 교류 계통 전압으로 즉각 대체되며 이때 인버터의 실제 전압과 계통 전압 간의 위상차에 기인하여 상당한 제어 오차가 발생할 수 있고 이는 심각한 전압 동특성 저하를 야기하기도 한다. 게다가 인버터 출력단에 비선형 부하가 연결될 경우 부하로부터 발생하는 고조파로 인해 이러한 전압 품질에 대한 문제가 더욱 증대된다. 본 논문에서는 독립 운전 모드에서의 전압제어를 위하여 이러한 비선형 부하의 고조파 영향을 고려한 고정자 좌표계 기반의 PR 제어를 사용한 매끄러운 계통 동기화 방식이 제안되었다. 제안된 매끄러운 계통 동기화 방식의 타당성은 기존의 고정자 좌표계 기반의 계통 동기화 방식과의 비교 사례연구를 기반으로 한 실험을 통해 입증된다.

A three-level inverter is widely used thanks to its excellent performances, but the voltage may fluctuate at the neutral point of the split DC-Link. Neutral point voltage fluctuations cause inverter performance degradation and switching element damage, so the neutral point voltage control is essential. However, the neutral point control can be also limited by modulation index and power factor. This paper analyzes the limitation of the neutral point voltage control due to the limitation of zero-sequence voltage, and suggests a method to determine the region where the PWM has to be changed for a better neutral point control.

본 논문에서는 Full-bridge 서브모듈로 구성된Delta 구조 MMC를 기반으로 하는 BESS의 SOC 균등제어 기법에 대하여 기술하고 있다. Full-bridge로 구성된 서브모듈의 직류단에는 배터리가 연계되어있다. 배터리는 그 모델에 따라 고유의 전압특성 곡선을 갖기에 SOC 제어를 통한 배터리 출력전압의 균등제어가 필요하다. 본 논문에서는 Delta 구조 MMC BESS의 영상분 전류주입과 개별 배터리의 SOC 차를 이용한 SOC 균등제어 기법을 제안하였다. 그리고 PSCAD/EMTDC를 통하여 제안하는 기법을 시뮬레이션으로 검증하였다.

무선 급전 경전철 차량은 차량이 역에 도착하였을 때 단시간에 배터리에 에너지 충전을 요구함에 따라 1MW이상의 순간 전력을 공급하는 시스템을 요구하게 된다. 때문에 대용량 파워에 따라 손실의 따른 발열량이 커지게 된다. 때문에 높은 효율을 갖는 제어 방식을 선택하는 것이 불가피하게 된다. 이러한 이유로 본 논문에서는 집전 정류기를 PLL을 통하여 스위칭 지점을 ZVS가 가능하도록 제어하고 또한 스위칭 OFF 손실을 줄이기 위하여 주파수를 4분주로 스위칭 하는 방식을 제한고 이를 실제 하드웨어를 통하여 제어 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

This paper presents analysis of losses of switching device for full bridge inverter connected to grid. The losses are a dominant factor that judges efficiency of the system. The losses of switching device are divided to switching loss and conduction loss. They are can be estimated by analyzing periodic switching waveforms. The switching loss is generated at the point that turn-on and off. And the conduction loss is generated while the switch is on condition. The estimated losses of switch are compared to simulation result in this paper.

영구자석 전동기는 전력 밀도가 높고 효율이 좋은 특징으로 견인, 의료, 군사 분야 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 이러한 분야에서 사용되는 전동기 구동 시스템은 높은 신뢰성이 요구되므로 인버터에서 발생하는 전력 반도체 스위치 고장을 빠르게 감지해야한다. 본 논문에서는 제어기 상전압 지령과 추정된 상전압 사이의 오차를 통해 전력 반도체 개방 고장을 감지하고 진단하는 방법을 제시하였다. 제안된 방법은 추가적인 측정 회로 없이 제어기 내부 값을 사용하여 개방 고장을 감지하고 개방된 스위치를 진단할 수 있다. 특히 부하 변동을 고려한 감지 방법을 제안하여 고장 감지의 신뢰성을 개선한다.

본 논문은 10kW급 태양광 3 레벨 NPC 인버터 설계에 대해 서술하였다. 3 레벨 인버터는 2 레벨 인버터보다 정격 전압과 출력전류의 고조파 감소가 가능하기 때문에 효율이 높다는 장점이 있다. 설계된 태양광 3 레벨 인버터는 제어보드, 게이트보드, 3 레벨 IGBT 등으로 구성된다. 게이트 드라이버 보드는 소자들의 최소 절연거리와 신호전달의 용이성을 고려하여 설계되었다. 3 레벨 NPC 인버터의 동작을 PSIM을 통해 시뮬레이션 하였으며, 실험을 통하여 제작된 태양광 3 레벨 인버터가 실제 조건에서도 정상적으로 동작함을 검증하였다.

최근 분산전원시스템에서는 계통의 전압 이상 시에도 일정시간 동안 계통 연계운전을 유지해야할 뿐만 아니라 계통 전압의 빠른 회복을 위해 무효전력을 공급하는 Fault Ride-Through(FRT) 규정이 요구되고 있다. 그러나 시스템 구성에 따라 무효전력 공급시 직류링크의 전압이 상승하여 과전압 폴트가 발생하여 FRT 규정을 준수할 수 없는 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 FRT 규정을 준수함과 동시에 직류링크 전압 상승을 방지할 수 있는 보상기법을 제안하였다.

본 논문에서는 듀얼 액티브 브릿지에서 SPWM(Single Pulse Width Modulaton)과 DPWM(Dual Pulse Witdh Modulation)을 적용하였을 때, 인덕터 전류의 특성을 비교하고자 한다. 인덕터 전류의 특성을 이론적으로 분석하고, 실험을 통해서 결과를 분석하였다.

This paper presents a novel three-port converter for the OnBoard Charger of Electric Vehicles by using an impedance control network. The proposed concept is suitable for charging a main battery and an auxiliary battery of an electric vehicle at the same time due to its power handling capability of the converter without additional switches. The power flow is managed by the phase angle (${\Theta}$) between the ports whereas voltage at each port is controlled by the asymmetric duty cycle and the phase shift (${\Phi}$) between the inverter lags controlled by the impedance control network. The proposed system has a capability of achieving zero voltage switching (ZVS) and zero current switching (ZCS) at all the switches over the wide range of input voltage, output voltage and output power. The feasibility of the proposed system is verified by the PSIM simulation.

본 논문은 모듈형 멀티레벨 컨버터를 이용한 특고압 직류 배전용 지능형 변압기의 운용을 위한 제어 기법을 제안한다. 기존의 저주파 변압기는 부피와 무게가 매우 크며 효율이 낮다는 단점을 갖는다. 이에 반해 다수의 IGBT를 사용하는 지능형 변압기는 시스템의 부피를 저감할 수 있으며 고효율 운영이 가능하다. 또한, 직류 배전 계통의 단락 사고가 발생하였을 때 직류 차단기의 역할이 가능하다. 본 논문에서는 지능형 변압기의 토폴로지, 변조 방법을 제시하고, 스위칭 및 출력 특성을 분석한다. 시뮬레이션을 통해 제안하는 지능형 변압기 운용 제어 기법의 타당성을 확인한다.

본 논문에서는 넓은 전압범위를 갖는 울트라 커패시터용 충전기를 제안한다. 제안된 컨버터는 넓은 충전 전압범위를 만족하기 위하여 Cascade 부스트-벅 구조로 하였으며 상용화 된 하이브리드 SiC 기반 3레그 IPM을 최적으로 사용하기 위해 2상 인터리빙 부스트 컨버터와 단상 벅 컨버터로 하였다. 또한 승 강압 모드에 따라 스위칭 하는 스위치 소자 개수를 감소시켜 스위칭 손실을 최소화 하였다. 본 논문에서는 시스템에서 제안하는 울트라커패시터 충전기의 타당성을 검증하기 위해 한셀이 100F의 정전용량과 2.8V의 정격 전압을 갖고 150개 직렬(0.67F, 420V) 연결된 울트라 커패시터를 이용하여 실험을 진행하였다.

다단 듀얼 벅 AC-AC 컨버터는 암단락 사고가 없고 정류 문제가 없으며, MOSFET을 사용하여 효율을 향상시킬 수 있다. 해당 컨버터의 주된 단점은 기존의 다단 AC-AC 컨버터보다 인덕터가 많이 사용되고, 제한 인덕터의 50 % 만 사용한다는 것이다. 이러한 사실은 전력 밀도를 감소시키고 시스템 비용을 증가시킨다. 본 논문은 결합 인덕터를 사용하는 개선 된 컨버터를 제시한다. 제안 된 컨버터에서 각 셀 사이에 연결된 제한 인덕터는 하나의 코어에 결합되어있다. 따라서 전체 인덕턴스, 인덕터 풋프린트 및 자기소자부피 모두 줄일 수 있다. 제안 된 컨버터의 성능을 검증하기 위해 컨버터의 동작 및 실험 결과를 제시하였다.

기존 플라이백 컨버터를 사용하면 턴 오프 시 스위치의 드레인-소스 간 높은 과도 전압이 걸리고 이를 저감하기 위한 스너버 회로에서 높은 손실이 생긴다. 이를 해결하기 위해 변압기의 2차측 권선에 병렬로 연결된 캐패시터를 가지는 플라이백 컨버터를 제안한다. 본 논문은 2차측 캐패시터의 효과적인 설계 방법을 제시하고 기존 플라이백 컨버터 대비 저감되는 드레인-소스간 과도 전압 및 스너버 회로 전력 손실을 분석하여 제안하는 컨버터의 전력 변환 효율 증가 및 스위칭 소자의 스트레스가 저감됨을 보이고자 한다.

ITER AC/DC 컨버터(Converter)는 핵융합 발생을 위해 토카막의 초전도코일에 제어된 전류를 공급하여 플라즈마 발생, 형상 유지, 소멸하는 기능을 한다. 만일 컨버터 또는 초전도코일에 이상이 발생하면 즉시 보호동작이 실행되어야 한다. 이를 위해 설계된 F-LIC(Fast Local Interlock Controller)은 즉시 작동하여 Bypass 및 Make Switch 트리거, 차단기 작동 등을 순차적으로 수행한다. ITER Interlock System의 기기는 중요성이 고려되어 높은 신뢰도가 요구된다. 본 논문에서는 F-LIC 회로분석과 Telcordia SR-332 Standard에 의한 부품고장률 산출방법을 사용하여 FMEDA를 분석하고, 이를 통하여 회로구성 부품의 고장이 미치는 영향과 F-LIC 제어모듈의 SIL-2 등급의 적합성을 분석하였다.

Cascaded NPC/H-Bridge(CNHB) 컨버터는 전압 레벨 증가의 용이성 및 고효율 양방향 토폴로지로써 대전력 및 고전압 전력변환장치에 널리 사용되고 있다. 하지만 과도상태 및 정상상태에서의 단상으로 구성된 각 DC-link의 전압변동은 DC-link의 커패시턴스 증가 및 출력 전력의 품질을 저하시킨다. 이에 본 논문은 CNHB 컨버터의 정상상태 특성과 동특성 개선을 위하여 PI제어와 모델예측제어를 혼합한 제어기법을 제안한다. 제안한 기법의 타당성은 PSIM 9.1.4 시뮬레이션을 이용하여 검증한다.

높은 효율과 긴 수명의 장점들을 갖는 LED는 최근 여러 분야에서 그 쓰임새가 부각되고 있다. 그중 조명용 LED는 일반적인 전원을 바로 사용할 수 없기 때문에 PFC을 비롯한 DC/DC 컨버터 동작을 위한 부가적인 구동회로가 필요하다. 이러한 구동회로는 LED의 장점을 극대화하기 위하여 고효율 달성 및 일정한 휘도를 유지할 수 있도록 설계되도록 요구되어진다. 따라서 본 논문은 스위칭 손실이 보다 적은 LLC 공진 컨버터를 LED 조명용 구동회로에 적용하여 효율을 높이고, 디밍 제어가 가능하도록 구성하여 이를 스위칭 주파수 변화에 따른 동작특성을 분석하였다.

본 논문에서는 에너지 저장 장치용 3상 4선식 계통 연계 양방향 인버터의 구성 방법에 따른 특성을 비교 분석 한다. 3상-4선식 인버터의 N상을 DC 링크 중성점 결선, 추가적인 전력 반도체 스위치를 이용하여 결선하는 방법, 그리고 변압기를 이용한 결선 방법에 따른 특성을 비교 및 분석을 한다.

본 논문에서는 자기유도방식 무선충전 시스템의 송 수신 패드 위치 변화에 따른 공진주파수 변동을 보상하기 위한 bridgeless 정류기 동작에 대해 분석한다. Bridgeless 정류기의 스위칭 시점 및 duty 변화에 따른 공진네트워크 입력임피던스의 위상 변화를 수식적으로 분석하고, 시뮬레이션을 통하여 분석 결과를 검증한다.

본 논문은 자성체 및 비자성체 용기 모두 가열이 가능한 All Metal Induction Cooker의 전력변환장치의 운전 방식에 따른 손실을 비교 분석한다. 용기 재질 별로 다른 비저항 및 비투자율을 보상하기 위한 각각의 방식에 따라 Induction Cooker의 공진 네트워크를 설계하고 시뮬레이션을 통해 시스템의 손실을 비교 및 분석한다.

This paper analyzes switch Device losses and efficiency depending on SiC and Si devices. The switch devices loss is compared to Si and SiC-based elements through Threshold Voltage and Miller Platequ Voltage. And analyzed through comparison of each switching loss by experiment.

In this paper, a spiral inductor is designed and its inductance is calculated by the expended Grover method. To verify this, a rectangular planar inductor is printed by inkjet printer using conductive ink and the calculated inductance value is compared with its measured value.

본 논문에서는 각형 형태의 120Ah 고용량 배터리 ($LiNiMnCoO_2$; NMC)의 내부 파라미터 추출을 통해 배터리 관리 시스템(battery management system;BMS)에 중요한 팩터로 0.1C 및 0.25C 방전 조건에서 확장칼만필터(extended Kalman fileter;EKF) 기반으로 SOC(state-of-charge)를 추정하였다.

본 논문에서는, 원통형셀의 직렬조합에 의한 직렬배터리팩 구성(16S1P) 시, 배터리팩의 외형(정사면체;$4{\times}4$/직사면체;$2{\times}8$)차이에 의한 내부 열분포의 기초해석을 Comsol 프로그램을 통해 실시하였다. 동일한 전류프로파일을 적용하였을 때, 각 배터리팩 내부의 셀 간 열분포 및 외형의 차이에 의한 두 배터리팩의 열분포 비교 분석을 실시하였다. 기초해석 논문이므로, 실제 산업계에서 사용되는 원통형셀의 실험조건 대신에 Comsol 프로그램에서 제공하는 18650 타입의 원통형셀의 음극(anode)와 양극(cathode)의 시뮬레이션 조건을 적용하였다.

In this paper, integrated series and shunt inverter is presented to solve power quality problems in distribution line system. In this configuration consists of series inverter and shunt inverter. Series inverter acts as DVR to compensate voltage during sagging occurred and shunt inverter optimize to inject balance active power from distributed power source like PV system with Maximum Power Point Tracing (MPPT). Finally, the proposed configuration is verified through the PSiM simulation.

최근 높은 효율을 달성할 수 있는 LLC 공진 컨버터가 다양한 산업분야에 적용되고 있다. 응용분야에 따라 플라즈마 공정과 같이 특수전원장치를 필요로 하는 분야에서는 LLC 공진 컨버터의 무부하 동작을 요구하기도 한다. LLC 공진 컨버터는 부하 조건과 달리 무부하 조건에서 비선형적인 동작 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었고, 그에 따른 제어가 필요하다는 것을 알 수 있었다. 이에 본 논문에서는 무부하 조건의 LLC 공진 컨버터 제어에 관한 연구를 진행하였다. 분석을 통해 동작 특성을 확인하고 컨버터를 무부하 조건에서 제어하기 위한 방법에 대하여 설명한다. 분석내용 및 제어방법은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 직접형 매트릭스 컨버터에 적용할 수 있는 캐리어 베이스 변조 방법을 제안한다. 또한 불연속 PWM 변조 방법을 적용하여, 스위칭 주기 내에서 스위칭 횟수를 줄일 수 있는 방법을 제시하였다. 해당 방법을 두 개의 모드에서 각각 다른 옵셋 전압을 적용하여 그 특성을 알아보았다.

본 논문에서는 고전압 입력을 가지는 LDC를 입력직렬-출력 병렬형 컨버터로 구성하여 모듈단위의 설계를 하였다. 이러한 형태의 각 모듈의 성분들이 이상적으로 동일하지 않은 단점을 가지고 있기 때문에 변압기의 Lr, 듀티비 D, 스위칭 주파수 fs에 따라서 입력전압의 편차 발생한다. 따라서 입력 전압의 편차를 저감시키기 위해서 입력 전압 밸런싱 제어를 적용하여 각 모듈의 전압을 동일하게 유지하여 출력 전류 제어를 진행 하여 제어방법의 타당성을 검증한다.

In this paper, a short-circuit protection function of a gate driver for SiC FET is investigated, which monitors voltage between drain and source of a FET under turn-on condition and turns off the FET if the voltage exceeds a predefined value.

본 논문에서는 단일 셀과 배터리 팩의 전기적 특성 실험 기반 내부 파라미터를 추출하고 등가회로 모델에 적용하여 시뮬레이션 및 검증을 진행하였다. 본 논문에서는 임의로 선정한 단일 셀에 대한 파라미터를 추출하여 스크리닝이 이상적으로 되었다는 가정 하에 팩 단위로 확장한다. 단일 셀에서 확장된 파라미터와 배터리 팩 자체의 파라미터를 구하여 시뮬레이션 결과를 실제 전압과 비교하여 검증한다.

본 논문에서는 고출력 리튬이온 18650 셀(cell) 200개를 사용하여 고출력 어플리케이션의 운용 범위와 동적 특성을 적용한 스크리닝 방법을 제안하였다. 전기적 특성 실험 기반 배터리 용량과 OCV(open circuit voltage)의 요소를 고려한 16개의 내부 파라미터를 추출하고 표준편차 기반 가중치를 선정하였다. 선정된 가중치를 각각의 요소에 적용하여 단위 셀의 대표 값을 결정하고 셀 스크리닝을 수행하였다. 기존의 스크리닝 기법과 제안된 스크리닝 기법을 200개의 단위 셀에 적용하여 두 기법의 차이를 비교 분석하였다.

본 논문에서는 리튬배터리의 전기화학적 분석법으로 전기 화학적 전압 분광법(electrochemical voltage spectroscopy;EVS)을 사용하였다. 전기화학적 활성상태의 밀도를 직접 측정하는 기법으로 정전압(potentiostatic) 제어를 기반으로 한다. EVS 테스트에서 양전극의 전압은 각 단계가 전기화학적 평행상태에 도달할 때 까지 유지되며 이 방법은 배터리의 전기화학적 산화 환원 전위의 미세한 차이에 기초하여 활성 물질의 상태에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다.

배터리 팩에 사용되는 리튬이온 배터리는 셀의 양극활물질에 따라 특성이 다르다. 배터리 팩의 효율적 운용을 위해 단위 셀간 편차를 최소화 하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 양극활물질이 다른 고출력 및 고용량 리튬이온 배터리 세 종류를 선정하여 IR 및 OCV를 측정하고, 통계적 분석 기반 셀 스크리닝을 진행하여 결과를 비교 분석하였다.

본 논문에서는 KMSL(Korea Microgravity Science Laboratory) 큐브 위성에 대해 설명하고 전력시스템 설계 연구 방법을 제시한다. 1~3리터 사이즈인 초소형 인공위성(큐브위성)의 전력시스템은 태양 전지 패널로부터 큐브 위성의 부하장치 운용을 위한 전력을 공급받고, 남은 잉여 전력은 배터리에 저장하여 식(eclipse) 구간 동안 전력이 공급될 수 있도록 전력계가 구성된다. 본 논문에서는 조선대학교 KMSL팀의 큐브 위성에 대한 전력시스템을 설계하기 위해서 위성 궤도 및 자세에 따른 생산 전력, 소비 전력을 인공위성의 자세 및 궤도에 따라 분석하고, 부하 장치의 전원 및 소모전력을 통해 전력 및 에너지 마진(margin)이 충분하도록 전력계시스템의 구성품 용량을 설계하였다.

본 논문에서는, 극저온($-32^{\circ}C$)에서 항공기의 초기 시동 및 이의 효율성을 높이기 위한 배터리관리시스템(BMS)의 사전 전기적 특성실험 및 이의 체계적 분석을 실시하였다. 항공기 초기 시동에 사용되는 리튬계열 배터리로서 원통형(cylindrical) 셀을 선택하되, 초기 시동을 위한 순간의 고출력이 가능한 6개의 셀을 수집하였다. 각 셀의 배터리팩(2S2P 및 4S4P) 형태로 구축하고 $-32^{\circ}C$)에서의 저온 방전 실험을 통해 항공기의 초기 시동용 배터리팩에 사용되는 원통형 셀의 선택 및 이의 강인함을 확인할 수 있다. 추가적으로 배터리팩의 설계 및 이의 배터리관리시스템을 위한 초기 정보로서 중요하리라 판단된다.

This paper investigates to identify an optimal for analysis of battery behavior in system-level applications such as Battery Energy Storage Systems in Smart Grid infrastructures and Electrical vehicles. At system level applications, it is mandatory to check model for meaningful equivalency and practical ability for extension from unit cell to Battery stack. The investigation of current battery models in relation to their suitability for study and analysis of system level applications of battery helpful for identification of optimal model and it also provides an intuition and direction to develop the most suitable model, if such models are not available already.

본 논문에서는 Matlab을 이용하여 배터리의 전기적 모델과 내부 파라미터 추출 통해 시뮬레이션을 하였다. IR-drop에 의해 변화한 전압 데이터를 이용하여 부하 전류 변화로 인한 시뮬레이션과 실험 데이터 간의 오차 개선함으로써 배터리 전기적 모델과 실험 전압 데이터를 이용함으로써 확장 칼만 필터(extended kalman filter; EKF) 같은 적응 알고리즘을 사용하지 않고도 오차가 감소된 시뮬레이션이 가능함을 확인하였다.

본 논문에서는 분산전원의 계통 연계형 시스템에서의 단독운전 검출 방식인 RPV(Reactive Power Variation)기법에 대한 고찰과 주파수 검출 방식을 분석한다. IEEE 929 - 2000에 근거하여 RPV 기법에서의 NDZ에 대하여 살펴보고, PLL(Phase Locked Loop) 기법을 이용한 주파수 검출에 대한 분석 및 설계와 이를 통한 단독운전 검출을 하고자 한다. 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

최근 태양광, Energy Storage System(ESS) 등의 신재생에너지의 발전과 직류기반의 디지털 기기가 늘어나면서 직류전력망에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라 DC-DC 컨버터의 필요성이 증가하고 있다. DC-DC 컨버터의 경우 동기식과 비동기식의 스위칭 방식을 고려할 수 있으며, 각 방식에 따라 전류가 다이오드 혹은 스위치를 통해 흐르게 된다. 본 논문에서는 동기 및 비동기 컨버터의 효율을 실제 실험을 통하여 비교 분석하였다.

본 논문은 전기자동차용 고전압 배터리에서 차량용 저전압 배터리를 충전하는 분산형 LDC 모듈의 병렬 운전에 대해 기술한다. 제안하는 LDC 모듈은 각각의 고전압 배터리 모듈마다 적용되며, 소용량의 PCB 타입으로 제작되었다. 이는 전기자동차에서 요구하는 배터리 용량에 따라 다병렬로 구성할 수 있는 용이함을 가진다. 실험을 통해 분산형 LDC 모듈의 병렬 운전을 확인하고, 부하량에 따른 효율을 검증하였다.

본 논문에서는 벅-타입 능동 전력 디커플링 회로의 단순화된 제어 방법을 위한 가변 스텝을 적용한 최적 보상 이득 알고리즘을 제안한다. 고정 스텝을 사용한 기존의 최적 보상 이득 알고리즘보다 유동적인 보상 이득 변화를 통해 DC링크 전압 리플을 효과적으로 줄일 수 있다. 기존의 방법보다 최적 보상 이득을 추적하는 시간이 줄어들어 갑작스런 부하 변동이나 이상 상황에 빠른 대응이 가능하다. 벅-타입 능동 전력 디커플링 회로는 전류 불연속 모드로 동작하며, 전류 지령치는 DC링크 전류의 1차 리플 성분에 전류 이득을 유동적으로 보상하여 생성하기 때문에 모든 구간에서 효과적으로 DC링크의 전압 리플을 줄일 수 있고 빠른 대응이 가능하다. 제안하는 가변 스텝을 적용한 최적 보상 알고리즘의 효과는 MATLAB-Simulink 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

본 논문은 전기자동차의 HVBAT 전력을 LVBAT에 충전하는 LDC 전원장치의 고효율 설계 방법에 대하여 설명한다. 기존의 단일형 LDC 전원장치의 배터리 모듈 불평형 문제를 직렬 분배 방식의 모듈형 LDC로 설계하여 불평형 문제를 해결할 수 있는 장점을 갖고 있다. 제안하는 LDC 전원장치는 기존 단일형 1kW이상의 용량에서 모듈형의 150W용량을 가지며 절연이 가능한 포워드 컨버터로 설계하였다. 그리고 소형화가 가능하고 적은 부품수로 설계할 수 있는 능동 클램프 방식의 포워드 컨버터로 선정하였다. 또한 부피와 무게를 최소화하면서 고효율 구현이 가능한 설계기법을 제안하고 실험을 통하여 타당성을 검증한다.

In the battery system, an isolated converter is used for the stability of the system when controlling the charge and discharge of the battery. A fixed frequency LLC converter which is a type of isolated converter, has the advantage of high efficiency and power density with zero voltage switching at high frequency. Therefore, in this paper, the operation analysis, design and experimental verification of the LLC resonant converter with high efficiency and high power density for the ESS system were conducted.

엘리베이터의 경우 정전 시 승객을 안전하게 구출하기 위한 장치가 필요하다. 이를 위하여 Auto Rescue Device(ARD) 혹은 Uninterruptible Power Supply(UPS)가 엘리베이터에 설치된다. ARD는 정전 시 배터리의 전압을 승압하여 인버터의 DC 링크 전압을 유지한다. 만약 배터리의 전압보다 DC 링크 전압이 2배 이상 클 경우 일반적인 부스트 컨버터는 효율 등의 문제로 사용이 어렵다. 이에 본 논문에서는 ARD의 특성을 고려한 LLC 공진형 컨버터의 설계 방안에 대하여 서술하였다. 또한 이를 모의실험을 통하여 검증하였다.

이오나이저는 에어컨이나 공기청정기와 같은 전자기기에서의 공기 정화기능이나 반도체 장비에서 웨이퍼에 먼지가 부착 되는 문제를 해결하기 위한 정전기 제거 기능 등의 용도로 활용되고 있다. 이오나이저의 동작을 위해서는 교류나 직류 형태를 가지는 수 kV의 고전압을 발생시킬 수 있는 높은 전압 변환비를 가지는 전원장치가 필요하다. 본 논문에서는 5 V 전원을 입력으로 하고, 5 kV 전원을 출력으로 하는 직류 형태의 이오나이저용 전력변환회로의 소형화 및 저가격화를 목표로 설계하고 검증한 내용에 대하여 논의하고자 한다.

본 논문에서는 PMSM에서 단위 전류당 최대 토크를 발생시키는 MTPA(Maximum Torque Per Ampere)제어에 기반한 센서리스 V/f 운전 기법을 제안한다. 기존의 센서리스 V/f 운전에서는 MTPA 제어가 고려되지 않아 구동 효율이 감소하는데 본 논문에서는 d축 전류를 기반으로 비례적분기 제어기를 사용하여 개선하였다. 또한 부하 변동에 대한 우수한 동특성과 안정성을 갖도록 하였다. 250W 블로워용 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)에 대한 실험을 통해 그 효용성을 확인하였다.

본 6-스텝 운전은 하드웨어의 수정 없이 운전 영역을 확장할 수 있다는 장점을 가진다. 하지만, 샘플링 주파수 대비 기본파 주파수가 크면 저주파수 전류 맥동 문제가 발생한다. 이는 시스템의 효율을 낮추고 안정성 문제를 일으킨다. 따라서, 본 논문에서는 가변 시간 제어 방법을 제안한다. 선형화과정을 통해 정확한 전달 함수를 구하고, 이를 이용하여 추가적인 약 자속 제어기나 전류 지령 생성기 없이 6-스텝 운전을 구현 할 수 있다.

This paper proposes a current control method in synchronous coordinate for vector control of PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor). In order to control the PMSM by MTPA(Maximum Torque per Ampere), it is necessary to generate the rotating magnetic field to be $90^{\circ}$ with the magnetic field of the rotor, and the current control is necessary. To apply the current control to PMSM, the phase of the current command is also changed in accordance with the change of the position of the motor rotor. In this paper, the control of PMSM is performed through simulation using DC current command in synchronous coordinate system.

This paper proposes a permanent magnet synchronous motor(PMSM) control using a repetitive controller. Repetitive controllers are often used to eliminate periodic disturbances. Based on this, it is possible to alleviate the torque disturbance occurring at a constant cycle to the load of the motor. This paper proposes a method of rejecting periodically generated disturbances by using a repetitive controller and verified by simulation.

본 논문은 풍력발전기 현장시험을 위한 표면부착형 영구자석 동기전동기의 초기기동 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 3단계로 나눌 수 있는데 첫번째 단계는 전류 지령을 일정한 값으로 하고 속도 지령을 일정 기울기로 상승 시키는 가속 구간이다. 두번째 단계는 전류 지령을 감소 시키면서 속도 지령은 일정하게 유지하는 구간으로 d축 전류를 줄여 주기 위한 구간이다. 세번째 단계는 역기전력을 기반으로 하는 센서리스 알고리즘으로 절환하는 단계이다. 이 단계 중 주된 문제가 되는 전류 오버슈트에 대한 분석을 하고 안정적인 기동성능을 확보하는 방법에 대해 제안하였다. 제안된 방법은 MATLAB/Simulink를 통해서 검증하였다.

ITER 초전도자석 전원공급장치의 통합제어를 위한 마스터제어기는 각 플랜트시스템(CCPS, TFPS, PFCS)에 대한 3개의 MCS로 구성되며, 전체 전원장치 I&C 시스템의 통합을 위하여 플랜트 레벨에서의 PSH 통합이 필요하다. ITER 제어시스템에서 제공하는 플랜트 시스템 I&C의 통합 기능을 이용하여 통합시 고려해야 하는 문제점 및 이슈들을 조사하여, 향후 마스터제어기의 통합 시험에 필요한 기능들을 사전에 점검하고, 통합오류를 최적화하여 마스터 제어기 제작 및 시험에 적용하고자 한다.

스위치드 릴럭턴스 전동기(Switched Reluctance Motor, 이하 SRM)은 간단한 구조와 기계적 강인성, 넓은 속도 범위를 사용할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, SRM을 산업분야에 적용하기 위해서는 각각의 설계 변수에 따른 성능 변화에 대한 연구가 부족한 실정이며, 기기의 소형화에 대한 연구가 진행되어지고 있다. 본 논문에서는 2상 4/2극 SRM과 3상 6/4 SRM을 설계 하며, 2상 4/2극 SRM의 경우 스테퍼 회전자의 극호각과 스테퍼의 높이를 변수로 지정하여 성능을 확인하며, 3상 6/4극 SRM의 경우 2상 4/2 SRM 전동기 대비 기기의 소형화를 중점으로 설계 및 특성 해석을 수행하였다.

ITER AC/DC Converter Local Controller는 ITER 토카막 초전도 코일 전류를 제어하는 것으로 코일 전류 충전, 유지, 방전 및 보호 동작이 요구되며 토카막 제어실에서 Real time 통신으로 명령되는 실시간 전압 명령을 추종해야 한다. 대용량 Utility 및 대전류 초전도 코일 실부하에서 제어기 개발 시험은 불가능하므로 RTDS를 이용하여 제어기의 성능을 검증할 수 있다. 본 논문은 RTDS를 이용하여 전원 장치 제어기의 시험 된 내용을 논의 하고자 한다.

현재 무선전력전송 기술의 발전으로 무선충전에 대한 다양한 제품이 빠르게 출시되고 있다. 현재 출시된 제품의 무선충전패드는 자기유도방식을 이용한 접촉식 충전으로 거리의 제한이 있으며, 한 대의 기기밖에 충전할 수 없다. 본 논문에서는 자기공진방식을 이용하여 기기를 비접촉식으로 충전하며, 다수의 기기를 동시에 충전하는 시스템을 소개하고 간단한 결과를 제시한다.