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NPC 멀티레벨 인버터의 고조파 분석 및 출력 필터 설계
Harmonic Analysis and Output Filter Design of NPC Multi-Level Inverters 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.11 no.2, 2006년, pp.135 - 141  

김윤호 (중앙대 전자전기공학부) ,  방상석 ((주)포스콘 기술연구소) ,  김광섭 ((주)포스콘 기술연구소) ,  김수홍 (중앙대 전자전기공학부)

초록
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본 논문은 단상 멀티레벨 인버터의 LC출력 필터 설계와 변조비에 따른 고조파 분석을 수행하였다. 일반적으로 고전력 응용에 적합한 멀티레벨 인버터는 낮은 스위칭 주파수하에서 구동되므로 출력단에 큰 고조파 성분을 포함하게 된다. 이를 감소시키기 위해 출력단에 필터를 삽입하는 방법이 효과적이다. 3레벨 NPC 멀티레벨 인버터의 출력단 고조파를 감소시키기 위한 필터 설계 방안을 검토하고, 디지털 제어 방식을 위해 DSP(TMS320C31)를 사용하였다. 또한 필터의 설계예시를 보였고, 설계된 시스템의 타당성을 시뮬레이션과 실험을 통해 입증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, LC output filters are designed to reduce output harmonics and harmonic analysis are peformed. Generally, multilevel inverters are used in high power application and operates with low switching frequency, which, in turn, generates large output harmonics. Output filters we used to reduc...

주제어

#NPC multi-level inverter   #THD   #Modulation index  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 변조비에 따른 멀티레벨 인버터 출력단의 고조파 분석과 이들 고조파를 제거하기 위한 LC 출력 필터 설계방법을 제시하였다.
  • 본 논문에서는 이들 고조파의 효과적인 제거를 위해 인버터에 LC출력 필터를 설계하여 출력단 고조파를 감소 시켰다. 출력필터의 동일한 차단주파수에서 필터의 인덕터 값을 작게 설정하면 부하전류에 존재하는 고조파에 대한 출력 전압의 영향이 적어 제어기의 부담은 감소하지만 커패시터의 값이 증가하여 무효전력이 증가하게 된다.
  • 본 논문에서는 이러한 AMI신호를 조절하여 고조파를 분석하였다. 그림 4는 멀티캐리어 PWM스위칭 파형을 보여준다.
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참고문헌 (9)

  1. 강필순, 박성준, 김철우,'고조파 저감을 위한 단상 3레벨 PWM인버터', 대한 전기학회 논문지, 제 51B권 3호, 2002. pp.125-132 

  2. 김이훈, 박규현, 원충연, 김영석, 최세완, 'PWM인버터 시스템에서의 전도 노이즈 저감을 위한 출력필터 설계에 관한 연구', 전력전자학회 논문지, 1229-2214, 제 6권6 호, pp.546-555. 2001 

  3. Tolbert, L.M.; Habetler, T.G, 'Novel Multilevel Inverter Carrier-Based PWM Method', Industry Applications, IEEE Transactions on Volume 35,Issue 5,Sept.-Oct. 1999 pp.1098-1107 

    상세보기 crossref

  4. Ying-Yu Tzou, 'DSP based fully digital control of PWM DC-AC Converter for AC Voltage Regulation', PESC '95 18-22 June 1995 pp.138-144 vol.1 

  5. Hanigovszki, N., Poulsen, J., Blaabjerg, F., 'A novel output filter topology to reduce motor overvoltage', Industry Applications, IEEE Transactions on, Volume 40,Issue 3,May-June 2004, pp.845-852 

    상세보기 crossref

  6. Pekik A. Dahono, Agus Purwadi, Qamaruzzaman, 'An LC filter design method for single-phase PWM inverters', Power Electronics and Drive Systems, 1995., pp.571-576, vol.2 

  7. 김효성. 김장환, 설승기, '동적전압보상기(DVR)의 전압제어 특성과 인버터 용량을 고려한 출력필터 설계방법', 전력전자학회 논문지, 1229-2214, 제10권2호, pp.117-123 

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  8. Juergen K. Steinke, 'Use of an LC filter to achieve a motor-friendly performance of the PWM voltage source inverter', IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol.14, No.3, 1999, pp.649-654 

    상세보기 crossref

  9. 김윤호, 김수홍, 김성민, 이강희, '순시무효전력 고조파 검출방법을 이용한 단상 멀티레벨 능동전력필터', 전력전자학회 논문지, 제 10권3호, pp.296-301. 2005 

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