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PR 제어기를 이용한 3상 4선식 인버터 Neutral Leg 제어 방법
Control of the Neutral Leg in Three-Phase Four-Wire Inverter Using Proportional-Resonant Controller 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.29 no.2, 2015년, pp.54 - 61  

한정호 (Dept. of Railway Electrical and Signaling Engineering, Seoul National University of Science and Technology) ,  송중호 (Dept. of Electrical and Information Engineering, Seoul National University of Science and Technology)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In 3-phase 4-wire inverter, the unbalanced loads cause to increase the neutral current which brings the voltage deviation between the split dc-link capacitors to be larger. In order to solve this problem, a neutral leg is provided additively to the ordinary inverter circuit and the associated contro...

주제어

#Three-Phase Four-Wire Inverter   #Dc-Link Balancing Control   #Proportional-Resonant Control  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 PR 제어기를 이용한 새로운 형태의 neutral leg 제어기를 제안하였다. 제안한 제어기는 직류 전압 오차 제어와 직류링크 커패시터 전류 제어 모두 동일한 제어기를 사용함으로써 제어기의 신뢰도를 향상 시켰다.
  • 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 PR 제어기를 이용하여 기본 주파수와 고조파를 효과적으로 제어할 수 있는 방법을 제안한다. PR 제어기는 AC 성분 제어를 위하여 별도의 성분변환 없이 설계된 공진 제어기의 주파수 성분의 정상상태 오차를 0으로 제어할 수 있는 장점을 가지고 있다[6].
  • 이러한 선행 연구결과를 토대로 본 논문에서는 PR 제어기를 이용한 새로운 형태의 neutral leg 제어기를 제안한다. PR 제어기는 AC 성분 제어를 위하여 별도의 성분변환 없이 설계된 공진 제어기 주파수 성분의 정상상태 오차를 0으로 제어할 수 있는 장점을 가지고 있는 제어기로서 다양한 분야에 응용되어지고 있다 [6-9].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
직류링크 전압 오차는 어떠한 문제를 야기하는가? 이러한 중성선 전류 증가는 직류링크 커패 시터 전류 증가를 야기하고 이로 인해 직류링크 전압 오차를 발생하게 된다. 직류링크 전압 오차는 인버터 출력전압의 불균형 및 왜율 증가, 직류성분 발생 등의 심각한 문제를 발생시킨다. 이러한 문제를 개선하기 위하여 직류링크 전압 오차를 제어하는 neutral leg을 3상 4선식 인버터에 추가하는 방법이 제안되었다 [3-6].
3상 4선식 인버터에서 중성선 전류 증가가 발생하는 이유는? 3상 4선식 인버터는 인버터 입력 직류링크 커패시터의 중간점을 중성선에 연결함으로써 별도의 △-Y 변압기 없이 3상 4선식 전압 공급 시스템을 구성할 수 있다. 그러나 단상부하가 연결됨에 따라서 각 상에 부하 불평형이 존재하게 되고 이로 인해 중성선 전류 증가를 가져 오게 된다. 이러한 중성선 전류 증가는 직류링크 커패 시터 전류 증가를 야기하고 이로 인해 직류링크 전압 오차를 발생하게 된다.
PR 제어기는 어떠한 특징을 가지는가? 이러한 선행 연구결과를 토대로 본 논문에서는 PR 제어기를 이용한 새로운 형태의 neutral leg 제어기를 제안한다. PR 제어기는 AC 성분 제어를 위하여 별도의 성분변환 없이 설계된 공진 제어기 주파수 성분의 정상상태 오차를 0으로 제어할 수 있는 장점을 가지고 있는 제어기로서 다양한 분야에 응용되어지고 있다 [6-9]. 제안한 제어기는 그 형태가 비교적 간단하고 직류링크 전압 오차 제어와 직류링크 커패시터 전류 제어 모두 동일한 제어기를 사용함으로써 제어 신뢰도를 향상 시킨다.
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참고문헌 (9)

  1. Y. B. Byun, S. J. Park, Y. B. Choo, S. J. Kwon and C. U. Kim, "A Study on the Distortion Reducing of Output Voltage for UPS by Estimated Load Current," Transactions of KIEE, vol. 12, no. 1, pp. 69-77, 1998. 

  2. H. M. Yun, J. Y. Bae and Y. Kim, "The Inverter Control Method Using The Voltage Sag Compensation algorithm," Transactions of KIEE, vol. 26, no. 12, pp. 62-67, 2012. 

  3. Q. C. Zhong, L. Hobson and M. G. Jayne, "Classical Control of the Neutral Point in 4-wire 3-phase DC-AC Converters," Electrical Power Quality and Utilisation Journal, vol. 11, no. 2, pp. 111-119, 2005. 

  4. Q. C. Zhong, J. Liang, G. Weiss, C. Feng, and T. C. Green, " $H{\infty}$ Control of the Neutral Point in Four-Wire Three-Phase DC-AC Converters," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 53, no. 5, pp. 1594-1602, 2006. 

    상세보기 crossref

  5. T. Hornik, Q. C. Zhong, "Parallel PI Voltage- $H{\infty}$ Current Controller for the Neutral Point of a Three-Phase Inverter," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, no. 4, pp. 1335-1343, 2013. 

    상세보기 crossref

  6. W. C. Lee, "Maximum Power Point Tracking Control for a Grid-Tie Photovoltaic Inverter," Transactions of KIEE, vol. 23, no. 5, pp. 72-79, 2009. 

  7. S. H. Han, J. H. Park, H. G. Kim, H. N. Cha, T. W. Chun and E. C. Nho, "Dead Time Compensation of Grid-connected Inverter Using Resonant Controller," Transactions of KIPE, vol. 16, no. 6, pp. 569-576, 2011. 

  8. J. H. Park, T. H. Jo, H. G. Kim, T. W. Chun, E. C. Nho and H. N. Cha, "Comparison of Current Controllers of Grid-connected PCS for Distributed Resources," Transactions of KIPE, vol. 17, no. 3, pp. 274-280, 2012. 

  9. T. H. Nguten, D. C. Lee and S. G. Lee, "Sinusoidal Current Control of Single-Phase PWM Converters under Voltage Source Distortion Using Composite Observer," Transactions of KIPE, vol. 16, no. 5, pp. 466-476, 2011. 

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