단일 전류센서를 갖는 단상 반브릿지 능동전력필터

소개글

단일 전류센서를 갖는 단상 반브릿지 능동전력필터에 대한 보고서 자료입니다.

목차

단일 전류센서를 갖는 단상 반브릿지 능동전력필터

1. 서론

2. 능동전력필터의 원리

3. 단일 전류센서 능동전력필터

4. 시뮬레이션 모형과 결과

5. 프로토타입 제작 및 실험

6. 결과

참고문헌

Abstract

본문내용

og control circuit
이를 위한 직류전압검출은 HCPL7800을 사용하였고, OP 엠프로 구성한 차동증폭기와 PI제어기를 사용하여 제어를 실시하였다. 전류제어부는 인버터가 선로의 고조파 전류에 대해 보상해야 할 전류를 생성하기 위한 부분으로, 선로의 전류를 검출하여 이를 기준신호와 비교하여 이들의 차를 구함으로써 얻을 수 있다. 삼각파 발생부는 전류제어부를 통하여 얻은 전류신호를 스위칭 소자가 스위칭하는데 필요한 구형파의 PWM신호로 변화하기 위하여 사용하였다. 삼각파를 발생하기 위해 슈미트회로와 전분회로를 조합하여 이를 구성하였으며, 스위칭 주파수는 저항값을 적절히 조절함으로 해서 사용하고자 하는 주파수를 얻을 수 있는데, 이는 다음의 식으로 구할 수 있다.
{f}_{0}`=` { 1} over {4RC }( { {R}_{2}} over {{R}_{1} } )
(8)
데드타임부는 인버터의 스위칭시 회로의 단락을 방지하기 위하여 저압형 인버터에서는 반드시 사용되어야 할 부분이다. 이를 위해 컴퍼레이터를 통해 생성된 구형파의 신호에 RC시정수를 두어 두 신호를 AND시킴으로 해서 데드타임을 주었다. 본 실험에서는 약 4μ[sec]의 데드타임을 두었다.
비선형 부하로는 1kVA 용량의 단상전파 다이오드정류기에 RC 병렬부하를 연결하여 사용하였다. 부하저항으로는 50[Ω]의 저항을 사용하였다.
그림 7은 시뮬레이션에서와 같이 전원전류가 고조파성분을 제거하고 정현파의 형태로 보상됨을 볼 수 있으며, 전원전압과 동상의 형태로 무효성분까지 보상됨을 알 수 있다. 이때의 보상전류가 제대로 동작함을 볼 수 있다. 이상의 결과는 앞의 시뮬레이션 결과와 거의 일치함을 알 수 있다.
6. 결론
본 논문에서는 가격이 저렴한 단상능동전력필터를 제안하고 그 동작과 성능을 시뮬레이션으로 확인하였다. 또한 하드웨어 프로토타입을 제작하고 실험을 수행하여 그 결과를 시뮬레이션 결과와 상호 비교 분석하였다. 통상의 능동필터와는 달리 전원전압, 직류단 전압, 그리고 전원전류를 검출하기 위해 두 개의 전압센서와 하나의 전류센서를 사용하고 능동전력필터의 인버터로는 단상 반브릿지를 사용한다. 따라서 제안하는 시스템은 저가이며 구성이 간단하고 부하측에서 입력을 필요로 하지 않아 프러그인 타입으로 제작 가능한 장점을 갖는다.
참고문헌
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〔6〕H. Jou, J. Wu, and H. Chu, "New Single-phase ACtive Power Filter", IEEE Proceeding Electirc Power Application, vol. 141, no. 3, 1994.
〔7〕한병문, 김희중, 박덕희, 소용철, "단상 능동전력필터의 새로운 제어방식", 대한전기학회 추계학술대회 논문집, 1998
(Abstract)
Single-Phase Active Power Filter
with One Current Sensor
Sung-ryong, Kim
Man-goo, Jung
Joo-hyun, Jung
Electric Engineering
Myongji University
Advisor : Byung-moon, Han
This paper describes a single-phase active power filter, which consists of a half-bridge PWM inverter with a simple control circuit. In order to verify the performance of proposed active power filter, many computer simulations with EMTDC/PSCAD codes and experimental works with a hardware prototype were done. Both results confirm that the proposed active power filter shows excellent performance to eliminate the harmonics generated in the single-phase non-linear load. The active power filter has advantage of low implementation cost and compact size, using a half-bridge inverter and a simple control circuit with only one current sensor. So, it can be fabricated as a plug-in type.

키워드

단상 능동전력필터,   반브릿지 PWM인버터 ,   EMTDC/PSCAD ,   고조파 제거,   단일 전류센서