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전기추진 항공기 구동용 2-레벨 인버터의 배터리 전압에 따른 최적 스위칭 주파수 선정
Selection of Optimal Switching Frequency according to Battery Capacity of 2-level Inverter for Driving Electric Propulsion Aircraft 원문보기

전력전자학회 2020년도 춘계학술대회, 2020 Aug. 18, 2020년, pp.55 - 57  

조성현 (부산대학교 전기공학과) ,  김수호 (효원파워텍) ,  구본수 (한국항공우주연구원) ,  최인호 (한국항공우주연구원) ,  전향식 (한국항공우주연구원) ,  김장목 (부산대학교 전기공학과)

초록
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최근 항공기 분야에서는 기존 내연기관이 아닌 배터리를 이용한 전기 추진 방식(Electric Propulsion)에 대한 연구가 활발하다. 특히 완전 전기 추진 시스템에서는 모든 전력을 배터리로부터 입력받는다. 배터리는 잔존용량에 따라 배터리의 출력전압의 크기가 변하는 특성을 갖는다. 이러한 특성은 전동기 상전류의전고조파 왜율(THD)에 영향을 준다. 본 논문에서는 배터리 잔존용량에 따른 상전류 맥동을 분석하였고, 배터리 동작 특성에 맞추어 상전류 THD 조건을 만족하고 최대 효율로 인버터를 동작하기 위한 스위칭 주파수 선정 알고리즘을 제안하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 배터리 용량에 따른 배터리 전압과 인버터전류 맥동을 분석 하였고, 배터리 전압에 따라 전동기 상전류의 THD를 유지하며 스위칭손실을 최소로 하는 최적 스위칭주파수를 제어방식을 제안하였다. 시뮬레이션을 통해 배터리전압에 따른 최적스위칭 주파수선정에 대한 결과를 확인하였고, 제안된 방법은 배터리 전원을 이용하는 PAV 시스템에서 배터리 전원을 오래 이용할 수 있는 장점을 가짐을 알 수 있다.
  • 본 논문에서는 배터리의 동작 특성에 맞추어 높은 효율과 성능으로 전동기를 제어하기 위한 가변 스위칭 주파수제어 방식을 제안한다. 첫 번째로 전동기의 토크 맥동과 상전류 고조파 성분의 관계를 분석하였으며, 배터리 출력전압 조건에 따른 상전류의 THD를 분석하였다.
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