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[국내논문] 백투백 컨버터를 이용한 교류전기철도의 전력 불평형 현상 분석
Power imbalance analysis of AC electric railway using back-to-back converter 원문보기

전력전자학회 2020년도 춘계학술대회, 2020 Aug. 18, 2020년, pp.286 - 287  

송승리 (충남대학교 전기공학과) ,  우제훈 (충남대학교 전기공학과) ,  조종민 (충남대학교 전기공학과) ,  차한주 (충남대학교 전기공학과)

초록
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본 논문은 단상 전기철도 시스템의 불평형 부하 특성으로 인한 3상 계통의 전력 불평형을 보상하기 위해 백투백 컨버터를 적용하였으며, 실험을 통해 전력 불평형 성능 개선 특성을 검증하였다. 3상 전압은 스코트 변압기를 통해 2개의 M-T상 전압으로 출력되며, 전력 불평형 개선을 위해 적용된 백투백 컨버터는 DC 링크를 공유하며 각각 M-T상에 연계된다. 백투백 컨버터는 M-T상에 연계된 부하용량 차이에 따른 불평형 조건에 관계없이 M상과 T상 계통 라인에 동일한 전력이 공급되도록 제어하는 역할을 수행하며, 제어 알고리즘은 동기좌표계에서 구현하였다. 백투백 컨버터의 프로토 타입은 3레벨 NPC 컨버터로 설계하였으며, M상 5kW, T상 1kW 부하에서 전력보상 장치가 동작하고 있음에도 완전히 해결되지 않은 불평형 현상에 대해 분석한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 교류전기철도의 M, T상의 불평형 부하로 인해야기되는 3상 계통전류의 불평형 원인에 대해 분석하였으며, 전력보상장치를 적용하였음에도 여전히 남아있는 전력 불평형 현상에 대해 연구하였다. 이는 전력보상장치를 구성하는 스코트변압기와 제어 특성에 따라 발생하며, 스코트 변압기의 %임 피던스 차이에 의해 Main상과 Teaser상에 발생되는 전압차, DC링크 밸런스를 위한 제어동작, 센서 측정 오차, 저주파 스위칭에 따른 샘플링 오차에 의한 원인 등이 있으며, 이를 시뮬레이션과 실험으로 확인하였다.
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