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Voltage Sag 보상을 위한 승압형 단상 인버터 시스템에 관한 연구
A Study on Boost Type Single-Phase Inverter System for Compensation of Voltage Sag 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.25 no.11, 2011년, pp.50 - 57  

서영민 (단국대 대학원 전기공학과) ,  이승용 (단국대학교 대학원 전자전기공학과) ,  홍순찬 (단국대 전자전기공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a boost type single-phase inverter system to compensate the voltage sag appeared on source side. The proposed system is composed of a boost converter, a PWM inverter, and a bypass diode. If the voltage sag has appeared in input voltage, the boost converter would be operated to co...

주제어

#Voltage Sag   #Inverter   #Boost Converter   #Voltage Sag Compensation  

AI 본문요약
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문제 정의

  • SEMI F47-0706 전압강하 내성 규격을 바탕으로 전원전압에 전압강하가 발생했을 때 제안한 시스템이 전압강하를 보상할 수 있음과 인버터 출력전압이 일정하게 유지됨을 확인하기 위해 실험하였다.
  • 세 가지 규격 중에서 SEMI F47-0706 규격이 가장 큰 전압강하까지 규제하고 있다. 본 논문에서는 SEMI F47-0706 규격을 기준으로 입력단 전압강하를 보상하고자 한다.
  • 인버터의 출력단에 변압기를 설치하여 출력전압을 승압시키게 되면 순시적인 전압강하에서 안정적인 AC 전원을 공급할 수도 있지만 전체 시스템의 크기가 커지고 단가도 상승하는 단점이 있다. 본 논문에서는 기준전압 380[V]인 DC Bus에 전압강하가 발생하더라도 일정한 교류전압을 출력할 수 있는 승압형 단상 인버터 시스템을 제안한다.
  • 인버터의 입력단에 전압강하가 발생하면 인버터 출력전압의 크기가 감소하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 전압강하로 인한 문제점을 보상하기 위해 부스트 컨버터, 인버터 및 바이패스 다이오드로 구성된 승압형 단상 인버터 시스템을 제안하였다.

가설 설정

  • 60[Hz] 부하의 영향으로 인버터 출력주파수의 2배인 120[Hz]의 맥동전압이 DC link에 나타나는데, 정격부하에서 약 6[V] 정도이며 맥동률은 2[%] 미만이다. 그림 13 (b)의 하단 파형은 인버터의 출력전압을 확대한 것으로 정현적으로 출력됨을 알 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전압강하 내성에 대한 관련 규격에는 어떠한 것들이 있는가? 전압강하 내성에 대한 관련 규격은 SEMI(Semi-conductor Equipment and Materials International) F47-0706, IEC 61000-4-11 등이 있으며 IEEE std. 493-2007에서는 ITI(Information Technology Industry Council) Curve를 전압강하 내성 곡선으로 제시하고 있다.
IEC 61000-4-11에서 등급 2는 어떠한 것에 적용되는 등급인가? IEC 61000-4-11에서는 등급 1, 등급 2, 등급 3, 등급 X로 구분하여 전압강하 내성을 규제한다[5]. 이 중 등급 2는 산업 환경 내의 공통 결합점이나 설비 내 결합점에 적용되는 등급이며, 적합성 레벨은 공공 전원 공급 네트워크와 같다[6]. 등급 2의 전압강하 내성 규격은 입력전압이 0.
전동기의 입력단 전압에 전압강하가 발생하면 어떠한 현상이 발생하는가? 입력단 전압에 전압강하가 발생하면 전기적 외란에 민감한 장비에 오동작을 유발시킬 수 있으며 심한 경우에는 가동이 정지되기도 한다. 현재 널리 사용되고 있는 마이크로프로세서와 전력전자 부하의 경우, 전압강하에 의해 산업공정이 정지하면 경제적인 손실이 크게 증가할 수 있다[2].
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참고문헌 (12)

  1. IEEE Std. 1159-2009, IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality. 

  2. Mario Fabiano Alves and Tatiana Nesralla Ribeiro, "Voltage Sag : An Overview of IEC and IEEE Standards and Application Criteria", IEEE Transmission and Distribution Conference, Vol. 2, pp. 585-589, 1999. 

  3. Ding Ning, Cai Wei, Suo Juan, Wang Jianwei, and Xu Yonghai, "Voltage Sag Disturbance Detection Based on RMS Voltage Method", Asia Pacific Power and Energy Engineering Conference, pp. 1-4, 2009. 

  4. Jing Zhou, Hui Zhou, and Zhiping Qi, "The Study on a Dual-Feed-Forward Control of DVR to Mitigate the Impact of Voltage Sags Caused by Induction Motor Starting", International Conference on Electrical Machines and Systems, pp. 1497-1500, 2008. 

  5. IEC 61000-4-11:2008, Testing and Measurement Techniques - Voltage Dips, Short Interruptions and Voltage Variations Immunity Tests. 

  6. IEC 61000-2-4:2007, Environment-Compatibility Levels in Industrial Plants for Low-Frequency Conducted Disturbances. 

  7. IEEE std. 493-2007, IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems. 

  8. SEMI F47-0706:2006, Specification for Semiconductor Processing Equipment Voltage Sag Immunity. 

  9. Daniel W. Hart, Power Electronics, McGraw-Hill, 2011. 

  10. R. Teodorescu, F. Blaabjerg, M. Liserre, and P. C. Loh, "Proportional-Resonant Controllers and Filters for Grid-Connected Voltage-Source Converters", IEE Proceedings - Electric Power Applications, Vol. 153 Issue 5, pp. 750-762, September 2006. 

  11. Robert F. Coughlin and Frederick F. Driscoll, Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits, Prentice-Hall, Inc., 2001. 

  12. Richard Zhang, Mark Cardinal, Paul Szczesny, and Mark Dame, "A Grid Simulator with Control of Single-Phase Power Converters in D-Q Rotating Frame", Power Electronics Specialists Conference, Vol. 3, pp. 1431-1436, 2002. 

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