초록 ▼

풍력이나 소수력과 같은 대체에너지원으로 부터 전기에너지를 발전하기 위해서는 이들 에너지원의 특성에 부합되는 발전방식이 필요하다. 본 연구에서는 이와 같이 일정한 회전속도를 얻기가 어려운 가변속 구동원으로 부터 상용전원에 적합한 일정전압 일정주파수(CVCF)의 전원을 얻기 위한 방안으로 인버터에 의해 여자되는 유도발전기에 대하여 연구하였다. 본 연구의 관건은 인버터의 직류측 전압을 여하히 일정한 값으로 제어하느냐에 달려있다. 이를 위해 유도전동기의 속응제어방식으로서 일반화되고 있는 벡터제어방식을 원용, 발전기의 토오크를 직접 제어함으

풍력이나 소수력과 같은 대체에너지원으로 부터 전기에너지를 발전하기 위해서는 이들 에너지원의 특성에 부합되는 발전방식이 필요하다. 본 연구에서는 이와 같이 일정한 회전속도를 얻기가 어려운 가변속 구동원으로 부터 상용전원에 적합한 일정전압 일정주파수(CVCF)의 전원을 얻기 위한 방안으로 인버터에 의해 여자되는 유도발전기에 대하여 연구하였다. 본 연구의 관건은 인버터의 직류측 전압을 여하히 일정한 값으로 제어하느냐에 달려있다. 이를 위해 유도전동기의 속응제어방식으로서 일반화되고 있는 벡터제어방식을 원용, 발전기의 토오크를 직접 제어함으로써 전력의 흐름을 제어하는 방안을 채택하였다. 여자용 인버터로는 전력용 트랜지스터로 구성되는 전류제어형 PWM 인버터를 사용하였고 마이크로프로세서에 의한 제어시스템을 구성, 제작된 전용 인터페이스를 통한 디지탈 제어 시스템이 되도록 하였다. 시스템의 특성을 예측하기 위하여 먼저 벡터제어 방식에 의한 유도발전기 시스템의 정상상태특성을 검토하고 과도상태 시뮬레이션 프로그램을 작성, 전압확립과정과 부하 및 속도의 변동시 응답 특성을 고찰하였다. 이와 함께 제어용 기계어 프로그램을 작성, 실험을 행함으로써 본 연구에서 제안한 시스템이 가변속 가변부하의 조건 하에서도 안정한 발전을 행할 수 있음을 실증하였다.

Abstract ▼

In order to generate electricity from renewable energy resources, such as wind, small hydraulic facilities, etc., it is necessary to develop power generation method which is adequate to variable speed mechanical power source. In this project, an induction generator system excited by a PWM inverter i

In order to generate electricity from renewable energy resources, such as wind, small hydraulic facilities, etc., it is necessary to develop power generation method which is adequate to variable speed mechanical power source. In this project, an induction generator system excited by a PWM inverter is investigated. The proposed system is used to generate electrical power of constant voltageconstant frequency(CVCF) from variable speed mechanical power sources. The vector control, which is commonly used in high performance induction motor speed control, is adopted for quick dynamic reponse of the system. The inverter is current-controlled PWM type composed of power transistors. Overall system is controlled by a 16 bit microprocessor through the interface circuit. Various characteristics of the system in steady state are examined with theoretical analysis. The dynamic responses of the system, the voltage build up and the transient responses due to the change of load and speed, are investigated through the detailed digital simulation. And, with the experimental results, it has been shown that the system can be used to generate CVCF power stably under various operating conditions.

목차 Contents

• 1. 서 론...7
• 2. 유도기의 수학적 모델...10
• 3. 유도기의 벡터제어...16
• 4. 유도발전기 시스템의 구성...23
• 5. 정상상태 특성...30
• 6. 시뮬레이션...40
• 7. 실험 결과...45
• 8. 결 론...56
• 참 고 문 헌...57
• 논문 발표실적 및 계획...60
• 학위 배출실적...61
• 부 록...62
• 부록 1. Simulation Program Source List...64
• 부록 2. Control Program Source List...79
• 부록 3. Control circuit diagrams...94
• 부록 4. Interface circuit diagrams...98
• 부록 5. 주요부품 datasheet...110
• 부록 6. 학술회의 발표논문...118