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보조전원장치에 의한 12-펄스정류기의 고조파 저감
A harmonic reduction scheme for 12-pulse diode rectifiers by auxiliary voltage supply 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.38 no.7, 2014년, pp.916 - 922  

김성환 (Marine System Engineering, Korea Marine Engineering University) ,  김종수 (Marine System Engineering, Korea Marine Engineering University) ,  오세진 (Department of Ship Operation, Korea Marine Engineering University) ,  윤경국 (R&D center, SeaNet Co., Ltd.)

초록
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본 논문에서는 12-펄스정류기의 고조파 저감을 위해 12-펄스정류기의 커패시터 중앙 DC버스에 보조전원장치의 설치를 제안하였다. 그리고 이 장치에 의해 고조파가 감소되는 이론적인 배경을 다루었으며 부하전류의 크기에 따라 보조전원장치가 어떻게 제어되어야 하는지를 밝혔다. 본 논문에서 제안한 보조전원장치는 구형파 전압원을 적용함으로써 능동필터와 같은 다른 방식에 비해 시스템 구조가 간단하고 보다 저렴하다. 본 논문에서 제안하는 12-펄스정류기 고조파 저감법의 검증을 위해 소프트웨어 PSIM을 활용하였으며 제안된 방식의 유효성을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Diode rectifiers have been widely used for an AC to DC converter. But a big problem is that they include large harmonics components in the input currents. A 12-pulse configuration with phase shifting transformer is useful for reducing them. however, it still includes the ($12{\pm}1$)th (m...

주제어

#12-펄스정류기   #보조전원장치   #고조파   #구형파 전압원  

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

문제 정의

  • 본 논문에서는 12-펄스정류기의 커패시터 중앙 버스에 보조전원장치의 설치를 제안하였으며 이 장치에 의해 고조파가 감소되는 이론적인 배경 및 보조전원장치의 제어방식을 규명하였다. 본 방식의 보조전원장치는 구형파 전압원을 적용함으로써 능동필터와 같은 다른 방식에 비해 구조가 간단하고 저렴하게 된다.
  • 본 논문은 입력전류의 고조파 왜형률을 감소시킬 수 있는 원리의 이론적인 배경을 제공했으며, 최상의 결과를 얻기 위하여 부하전류에 따라 보조전원장치의 전압의 크기를 변화시키는 근거를 제시하였다.

가설 설정

  • 06[%]정도로 매우 낮다. 그러므로 만일 DC 입력전류가 Figure 2의 (a) 및 (b)와 같은 형상을 가진다면 고조파 특성은 24-펄스 정류기와 유사해질 것이다.
  • 본 논문에서 제안한 고조파 저감방식의 유효성을 확인하기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 12-펄스 다이오드 정류기의 출력은 6[MW], 선간전압은 2.2[kV], 주파수는 50[Hz]로 가정하였으며 변압기의 리액턴스는 2.5[%], DC 커패시터들의 용량은 12[mF]로 간주하였다. 식(7)에 의해 계산된 보조전원의 전압은 312[V]이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전력전자장비를 선박과 플랜트에 사용할 경우의 단점은? 최근에 다양한 전력변환소자의 개발에 힘입어 이러한 소자들을 채용한 전력전자장비들이 각종 선박뿐 아니라 해양플랜트 등에도 등장하고 있다. 그러나 이런 장비들을 사용할 경우 선박이나 플랜트내의 전력품질을 현저히 저하시켜 다른 장비나 시스템에 악영향을 끼칠 수 있다[1]. 따라서 전력 품질을 일정 수준이상으로 안정되게 확보하기 위해 전력전자장비로 인한 폐해를 최대한 감소시켜야 한다[2].
전력의 품질 평가시 가장 중요한 것은? 전력의 품질을 평가하는 데 있어서 가장 중요한 점은 공급 전압파형의 왜곡현상이다. 이는 주로 정현파가 아닌 비선형전류를 유발하는 전자장비의 사용에 기인한다.
선박이나 플랜트에서의 양질의 안정된 전력공급이 중요한 이유는? 따라서 전력 품질을 일정 수준이상으로 안정되게 확보하기 위해 전력전자장비로 인한 폐해를 최대한 감소시켜야 한다[2]. 선박이나 플랜트에서의 양질의 안정된 전력공급은 선박 및 승무원의 안전뿐 아니라 해양환경보호를 위해서도 필수적이다. 전력공급의 이상으로 추진기나 항해장비가 제대로 동작하지 않으면 심각한 결과를 초래할 수 있다.
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참고문헌 (10)

  1. X. Liang, O. Ilochonwu, and J. Lim "Influence of reactors on input harmonics of variable frequency drives", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 47, pp. 2195-2203, 1972. 

  2. M. E. Villablanca and J. I. Nadal, "An efficient current distortion suppression method for six-pulse bridge rectifiers", IEEE Transactions on Industry Electronics, vol. 54, pp. 2532-2538, 2007. 

    상세보기 crossref

  3. H. Akagi and R. Kondo, "A transformerless hybrid active filter using a three-level pulse width modulation (PWM) converters for medium-voltage motor crive", IEEE Transactions on Power Elecrtonics, vol. 25, pp. 1365-1374, 2010. 

    상세보기 crossref

  4. R. Mathew, D. Houghton, and W. Oghanna, "Vector control techniques for induction motors", IEEE International Conference on Power Elecrtonics and Drives, vol. 2, pp. 813-818, 1995. 

  5. P. C. Krause, Analysis of Electrical Machinery, McGraw-Hill Book Company, 1987. 

  6. A. E. Fitzgerald, C. K. Jr, and S. D. Umans, Electric Machinery, McGraw-Hill Book Company, 2002. 

  7. B. K. Bose, Power Electronics and AC Drives, Prentice-Hall, 1987. 

  8. B. Wu, High-Power Converts and AC Drives, Wiley Inter-Science, 2006. 

  9. American Bureau of Shipping, Guidance notes on "Control of harmonics in electrical power systems", ABS Plaza Houston, 2006. 

  10. Peter Vas, Sensorless Vector and Direct Torque Control, New York, Oxford Science Pub., 1998. 

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