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SFC를 이용한 약계자 영역에서 가스터빈용 동기 전동기의 기동 알고리즘에 관한 연구
A Study on Starting Algorithm of Large Synchronous Motor for Gas Turbine in Field-Weakening Region using SFC 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.13 no.6, 2008년, pp.411 - 419  

유호선 (한전전력연구원 발전연구소) ,  이주현 (한전전력연구원 발전연구소) ,  강윤종 (효성중공업 연구소) ,  황선환 (부산대 전기공학과) ,  김장목 (부산대 전자전기통신공학부)

초록
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대용량 동기 발전/전동기 기동운전에는 주로 사이리스터를 이용한 정지형 주파수 변환 장치(SFC : Static Frequency Converter)시스템이 널리 사용되고 있다. 지금까지의 국내 SFC에 대한 연구는 주로 양수 발전 시스템에 관한 연구가 주류를 이루고 있어 가스터빈용 SFC 시스템에 관한 구체적인 기동 알고리즘에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 PI 전류 제어기의 안티 와인드업 출력 신호를 이용한 가스터빈 동기 전동기의 기동을 위한 새로운 약계자 제어 알고리즘을 제안하였으며 이에 대한 실효성과 타당성을 실험을 통해 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

SFC(Static Frequence Converter)system has come to be used as start up drive system for large synchronous motor in many industry applications. Many papers have been presented the control algorithm for pumped storage power generation using SFC system but they did not included about start up algorithm ...

주제어

#SFC   #Large synchronous motor   #Field weakening control algorithm   #PI current regulator  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  •  본 논문에서는 기존의 양수 발전용 SFC 기동 방법과는 달리 가스 터빈용 SFC 시스템의 동기 전동기의 기동 제어를 위한 새로운 약계자 제어 알고리즘을 제안하였다.
  • 본 논문에서는 SFC 시스템을 이용하여 가스터빈용 동기 전동기의 기동 제어를 위한 새로운 약계자 제어 알고리즘을 제안하였으며 이에 대한 실효성과 타당성을 실험을 통해 검증하였다.

가설 설정

  • 전동기의 기동 시점부터 기저속도까지 전동기의 최대 전압이 전동기 속도에 비례하여 증가하므로 그림 7의 (a)와 같이 일정한 반지름을 가지는 원으로 나타나고 직류단 전류는 최대로 유지된다. 전류 제어기가 포화된 후 일정한 계자 전류에 대한 전동기의 속도 증가는 식 (17)의 전압 제한원 반지름(#)을 감소시키고 그림 7의 (b)와 같이 직류단 전류와 토오크가 급속하게 감소하여 전동기 속도가 증가하지 못하게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
부하 전류형 인버터의 특징은? 동기 발전/전동기 운전을 위한 SFC 시스템은 사이리스터 전력 소자를 활용한 부하 전류형 인버터(LCI : Load Commutated Inverter) 시스템으로 구성되어 있다. 부하 전류형 인버터는 대용량 시스템일수록 경제적인 면과 효율적인 면에서 많은 장점을 가지고 있으므로 대형 발전 시스템에 주로 응용되고 있다 [1],[2],[3],[4],[5].
SFC는 어디에 적용되는가? SFC는 대용량 양수, 가스터빈, 화력, 열병합 발전소 등에서 적용되고 있는데 양수 발전의 경우 1대의 동기기로 전동기 및 발전기 기능으로 양수/발전 운전을 동시에 운용하며 전동기 운전시 큰 토오크를 필요로 한다. 반면, 가스 터빈 및 화력, 열병합 발전에서는 터빈을 빠른 시간 내에 효율적으로 정격 속도로 운전시키기 위한 기동 토오크가 필요하며 양수 발전에 비해서는 상대적으로 작은 용량의 SFC가 사용된다.
정지형 주파수 변환 장치 시스템은 어떻게 구성되는가? 동기 발전/전동기 운전을 위한 SFC 시스템은 사이리스터 전력 소자를 활용한 부하 전류형 인버터(LCI : Load Commutated Inverter) 시스템으로 구성되어 있다. 부하 전류형 인버터는 대용량 시스템일수록 경제적인 면과 효율적인 면에서 많은 장점을 가지고 있으므로 대형 발전 시스템에 주로 응용되고 있다 [1],[2],[3],[4],[5].
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참고문헌 (7)

  1. 이영복, 김장목, 임익헌, 류호선, 송승호, "대용량 전력 변환용 사이리스터 디지털 점호제어", 전력전자학회 학술대회논문집, pp. 565-568, 2003. 7 

  2. 박신현, 김장목, 임익헌, 류호선, "정지형 주파수 변환 장치를 활용한 대용량 동기 발전 전동기 운전에 관한 연구", 전력전자학회 논문지, 제8권, 제6호, pp. 496-503, 2003. 12 

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  3. 류호선, 이주헌, 박요집, 강윤종, 김장목, "대용량 동기 발전 전동기의 회생 제동 제어 알고리즘에 관한 연구", 전력전자학회 논문지, 제11권, 제2호, pp. 104-112, 2006. 4 

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  4. P. Kundur, "Power system stability and control", McGraw-Hill, Inc., 2003 

  5. Bojtor, L, E. Paal "High power frequency converters for industrial and power plant drives", Pergamon, 1998 

  6. F. Peneder, R. Lubasch, A. Vonmard, "Static equipment for starting pumped storage plant, synchronous condensers and gas turbine sets", Brown Boveri Rev. 61, pp. 440-447, 1974 

    상세보기

  7. Kolb, Peneder, Suchenek, "Static Equipment for Gas Turbosets", Revue Brown Boveri, 66-1979(2), pp. 104-112 

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