승압 동작을 위한 역방향 매트릭스 컨버터의 설계 및 스위치 개방사고 진단 기법
Design of a reverse matrix converter for boosting operation and diagnostic method of an open-switch fault
- 주제(키워드) matrix converter
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 이교범
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000020137
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문은 승압 동작을 위한 역방향 매트릭스 컨버터를 개발하고 이의 제어 기법에 대하여 제안한다. 일반적인 매트릭스 컨버터의 전압 전달률은 0.866의 한계를 가지므로 전원 전압이 부하 전압보다 낮은 분야의 적용에 부적합하다. 제안하는 역방향 매트릭스 컨버터는 기존 회로의 추가적인 소자 없이 승압 기능을 갖는 매트릭스 컨버터 토폴로지로 쉽게 구현할 수 있다. 벡터제어를 통해 컨버터를 제어하며 정상상태에서 정현적인 입/출력 전류파형을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 영구자석 동기전동기 구동을 위한 역방향 매트릭스 컨버터 시스템을 구현하고 이에 대하여 설명한다. 또한, 컨버터의 정류단 스위치의 개방사고가 발생하였을 경우 사고를 감지하고 사고 후에도 지령과 가장 유사한 출력을 내기 위한 허용제어 기법을 제안한다. 개방사고가 발생하면 컨버터 전류의 왜곡뿐만 아니라 시스템의 리플이 증가시키므로 시스템의 신뢰성 향상을 위해 허용제어가 필수적이다. 제안하는 기법은 고장이 나지 않은 스위치들로 적절한 스위칭 상태를 구성하여 제어한다. 시뮬레이션과 실험결과를 통해 제안하는 시스템의 성능을 검증한다.
more목차
제 1 장 서론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 연구의 목적 3
1.3 논문의 구성 4
제 2 장 교류-교류 컨버터 5
2.1 서론 5
2.2 간접형 컨버터 7
2.3 매트릭스 컨버터 10
2.4 하이브리드 컨버터 14
2.5 토폴로지 비교 16
제 3 장 역방향 매트릭스 컨버터 설계 및 제어 17
3.1 매트릭스 컨버터의 특성 17
3.2 제안하는 승압형 매트릭스 컨버터 19
3.3 역방향 매트릭스 컨버터의 변조기법 23
3.3.1 인버터단 변조기법 23
3.3.2 정류단 변조기법 27
3.4 발전기-전동기 시스템 제어기법 30
3.4.1 전동기 제어 30
3.4.2 발전기 제어 33
3.5 역방향 매트릭스 컨버터 시스템 설계 34
3.5.1 전력보드 설계 36
3.5.2 제어보드 설계 38
3.5.3 필터 및 보호회로 설계 40
3.5.4 발전기-전동기 시스템 설계 42
3.6 시뮬레이션 45
3.6.1 RL 부하제어를 통한 시스템 검증 46
3.6.2 전동기 제어 성능검증 49
3.7 실험파형 및 분석 54
3.7.1 부하 전동기 속도 변동 57
3.7.2 발전기 전압 변동 59
3.7.3 부하토크 변동 62
3.7.4 스위칭 주파수 변동 64
3.7.5 손실분석 64
제 4 장 역방향 매트릭스 컨버터의 스위치 고장진단 70
4.1 제안하는 고장진단 기법 71
4.2 제안하는 허용제어 기법 75
4.2.1 고장유형 1 75
4.2.2 고장유형 2 76
4.3 실험파형 및 분석 79
제 5 장 결론 및 요약 85
제 6 장 참고문헌 89
