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전기철도용 대용량 PWM 컨버터 기술개발에 관한 연구
A Study on Technology Development of High Capacity PWM Converter for Electric Vehicle 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.67 no.12, 2018년, pp.1729 - 1734  

한영재 (Railroad Type Approval Team, KRRI) ,  조정민 (Hypertube Research Team, KRRI) ,  배창한 (Railroad Type Approval Team, KRRI) ,  이영호 (Advanced Development Team, WJIS)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, interest in environmentally friendly transportation systems has been increasing, and study on railway systems has been aggressively conducted. Therefore, lots of studies have been done in railway advanced countries to improve performance of PWM converter. The research on the PWM converter ...

주제어

#Propulsion system   #PWM Converter   #On-line Test   #Combined Test   #Traction System  

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구를 위해 제작된 PWM 컨버터는 초고속 자기부상철도가 정상적으로 운행하기 위해 필요한 전원을 공급하기 위해 제작되었다. PWM 컨버터를 설계, 제작, 시험한 과정은 다음과 같다.

가설 설정

  • 컨버터 주요사양을 결정하고 대용량 컨버터에 대한 전류제어 수행을 위해 Matlab Simulink를 이용하여 그림 2와 같이 히스테리시스 전류제어기를 갖는 견인모드 모델링을 진행하였다. LSM 모델은 120도 도통형 모델링, 각 상 Back-EMF는 사다리꼴 파형으로 가정하였다. 이를 통해 전동기 속도, 위상각 등을 구하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PWM 컨버터란? 최근 들어 환경친화적인 교통시스템에 대한 관심이 증대하면서 철도시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 철도시스템 중에서도 차량에 전원을 안정적으로 공급해주기 위한 PWM 컨버터는 핵심 전기장치이다[1-2]. 따라서, 컨버터의 제어특성을 향상시키고, 노이즈를 저감하는 등 PWM 컨버터의 성능향상을 위해 철도 선진국을 중심으로 많은 연구가 수행되었다[3-5].
3상 PWM 컨버터의 주요 특징은? 3상 PWM 컨버터의 주요 특징은 다음과 같이 정리할 수 있다. 첫째, 다이오드 브리지와 비교할 때, IGBT 방향이 역으로 되어도 AC 전력을 DC 전력으로 바꾸어준다. 둘째, AC 입력전압 크기보다도 DC 출력전압을 더 크게 제공할 수 있다. 셋째, 리액턴스가 AC 입력측에 있더라도, 단위 역률 제어를 수행할 수 있다. 넷째, DC 부하나 AC 전력이 변동할 경우에도, DC 출력전압을 안정하게 유지할 수 있는 능동제어가 가능하다[11-12].
PWM 컨버터의 역할 일반적으로 정류기를 사용하여 한전의 전력계통에 정류부하에 의한 6n±1의 고조파 성분을 발생시키게 된다. 이를 PWM 컨버터를 사용하여 제어하므로서 부하 변동에 따른 안정적인 DC 전원을 공급하고, 더블어 PWM 컨버터의 입력단의 전류를 역율제어하므로서 기존의 정류기 사용시 비해 역률을 개선시켰다.
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참고문헌 (14)

  1. Kejian Song, Georgios Konstantinou, Wu Mingli, Pablo Acuna, Ricardo P. Aguilera, and Vassilios G. Agelidis, "Windowed SHE-PWM of Interleaved Four-Quadrant Converters for Resonance Suppression in Traction Power Supply Systems", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 32, No. 10, pp. 7870-7881, 2017. 

    상세보기

  2. Mohamed Z. Youssef, Konrad Woronowicz, Kunwar Aditya, Najath Abdul Azeez, and Sheldon S. Williamson, "Design and Development of an Efficient Multilevel DC/AC Traction Inverter for Railway Transportation Electrification", IEEE Transaction on Power Electronics, Vol. 31, No. 4, pp. 3036-3042, 2016. 

  3. S. Maritheus, "Systematic design of high performance hybrid cascaded multi inverters with active voltage balance and minimum switching losses", IEEE Trans. on Power Electron., Vol. 28, No. 7, pp. 3100-3113, 2013. 

  4. Byoung-Gun Park, Dong-Seok Hyun, "An Improved Feed-Forward Controller for the Parallel Operation of a Single-Phase PWM Converter in High-Speed Trains", the Transactions of Korean Institute of Power Eletronics, Vol. 15, No. 3, pp. 226-234, 2010. 

  5. Hyung-chul Kim, Jae-ho Choi, "A Study of Control Algorithm for Propulsion System", Vol. 10, No. 1, pp. 51-56, 2007. 

  6. Dong-Myung Lee, Chan-Hee Hong, "Modeling of SVPWM and Control Method for Driving Systems of High-speed rains by using Multi-level Power Converters", Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, Vol. 23, No. 12, pp. 136-145, 2009. 

  7. Jae-Moon Kim, "The control of Interleaved Multi -phase Boost Converter for Application of a Fuelcell Railway Vehicle", Vol. 65, No. 11, pp. 1925-1930, 2016. 

  8. Baik Kim, "A Study on the Leading Phase Operation of Single Phase PWM Converter Train", Journal of the Korean Society for Railway, Vol. 15, No. 4, pp. 357-363, August 2012. 

  9. Yongho Kim, Baik Kim, "The Reactive Power Compensation for a Feeder by Control of the Power Factor of PWM Converter Trains", Journal of the Korean Society for Railway, Vol. 17, No. 3, pp. 171-177, June 2014. 

  10. Sung-Woo Han, Sung-An Kim, Yun-Hyun Cho, Gi-Sig Byun, "A Studies for Sequential Mode Change Control Algorithm of the Parallel Dual Converter of Using Thyristor for Supplying the Urban Railway DC Power", the Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol. 65, No. 3, pp. 511-519, 2016. 

  11. Sung-An Kim, Sung-Woo Han, Yun-Hyun Cho, "A Study on Three Parallel Operation Control Algorithm of Thyristor Dual Converter System for Urban Railway Substation", the Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol. 66, No. 2, pp. 459-467, 2017. 

  12. Choon-Seok Jang, Sung-An Kim, Hwan-Jin Kim, Gap-Jin Han, Yun-Hyun Cho. "A Study on Double Converter for Urban Transit Power Supply", Power Electronics Annual Conference, pp. 223-224, 2015. 

  13. "Development of the super-speed propulsion system and System Engineering Technology", KRRI research report, 2014. 

  14. "Development of the super-speed propulsion system and System Engineering Technology", KRRI research report, 2015. 

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