전력전자공학

제 1 장 전력전자 개요 1 제 2 장 AC-DC 전력변환장치 13 2.1 반파정류회로 2 2.1.1 반파정류회로 동작원리 2 2.1.1 반파정류회로 시뮬레이션 3 2.2 전파정류회로 8 2.2.1 전파정류회로 동작원리 8 제 3 장 DC-DC 전력변환장치 13 3.1 Buck 컨버터 13 3.1.1 Buck 컨버터 동작원리 13 3.1.2 PSIM을 이용한 Buck 컨버터 시뮬레이션 16 3.1.3 Simscape를 이용한 Buck 컨버터 시뮬레이션 17 3.1.4 Simscape Electrical을 이용한 Buck 컨버터 시뮬레이션 23 3.2 Boost 컨버터 26 3.2.1 Boost 컨버터 동작원리 26 3.2.2 PSIM을 이용한 Boost 컨버터 동작원리 27 3.2.3 Simscape를 이용한 Boost 컨버터 시뮬레이션 29 3.2.4 Simscape Electrical을 이용한 Boost Converter 시뮬레이션 36 3.3 Thyristor 개요 및 동작 특성 41 3.3.1 싸이리스터 구조 및 동작 방법 41 3.3.2 저항부하와 싸이리스터 회로 동작 42 3.3.3 인덕터 부하와 싸이리스터 회로 동작 45 제 4 장 전력전자 응용사례 47 4.1 중/저전압 DC 송전방식 (MVDC, LVDC) 47 4.1.1 MVDC, LVDC 개요 47 4.1.2 DC 계통 활용 분야 52 4.1.2.1 Angle DC 53 4.1.2.3 발전소 보조 시스템 및 산업 시스템을 위한 MVDC 56 4.1.2.4 해상 풍력 발전 단지의 연결에 대한 MVDC 57 4.1.2.5 도시 배전 네트워크에서의 DC망 상호 연결 58 4.1.2.6 MVDC 선상 배전 58 4.1.2.7 ABB 풍력 연계 실증 프로젝트 60 4.1.3 MVDC 기본설계 수행을 위한 Flow chart기반 설계 62 4.2 전력계통 보상장치에서의 전력전자 활용 사례 78 4.2.1 Thyristor Controlled Reactor (TCR) 79 4.2.2 Thyristor Switched Capacitor (TSC) 84 4.2.3 Fixed Capacitor Thyristor Controlled Reactor 88 4.2.4 Thyristor Controlled Reactor - Thyristor Switched Capacitor 88 4.2.5 Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC) 90 4.2.6 동적전압보상기 (Dynamic Voltage Regulator : DVR) 93 4.2.7 Static synchronous compensator (STATCOM) 104 4.2.7.1 STATCOM 동작원리 및 제어 방법 104 4.2.7.2 PLL를 통한 위상각 검출 및 순시 유·무효전력 제어 107 4.2.7.3 STATCOM 전류 제어기 111 4.2.7.4 전류제어기 이득 선정 114 참 고 문 헌 121 그림 2.1 반파정류회로 2 그림 2.2 반파정류기 입력 및 출력전압 2 그림 2.3 반파정류 회로 3 그림 2.4 캐패시터 적용시 반파정류기 입력 및 출력전압 3 그림 2.5 반파 정류회로 Simpowersystem 블록도 3 그림 2.6 Serires RLC Branch5 설정 4 그림 2.7 다이오드 설정 4 그림 2.8 AC Voltage Source 설정 5 그림 2.9 반파정류회로 입력파형 5 그림 2.10 반파정류회로 입출력 전압 파형 6 그림 2.11 출력캐패시터를 포함하는 반파 정류회로 6 그림 2.12 출력캐패시터를 포함하는 반파 정류회로 입력 전압 파형 7 그림 2.13 출력캐패시터를 포함하는 반파 정류회로 입출력 전압 파형 7 그림 2.14 다이오드 전파정류회로 8 그림 2.15 전파정류기 입력 및 출력전압 8 그림 2.16 전해 캐패시터를 적용한 전파정류회로 9 그림 2.17 단상전파 정류회로 시뮬레이션 블록도 9 그림 2.18 AC Voltage 설정 10 그림 2.19 Inductor 설정 10 그림 2.20 Linear Transformer 설정 11 그림 2.21 저항 설정 11 그림 2.22 다이오드 설정 12 그림 2.23 출력캐패시터를 포함하는 전파 정류기 출력 전압 파형 12 그림 3.1 Buck 컨버터의 구성 13 그림 3.3 PWM 듀티 및 출력평균 전압 15 그림 3.4 Buck 컨버터 시뮬레이션 16 그림 3.5 Buck 컨버터 시뮬레이션 파형 16 그림 3.6 Buck 컨버터 시뮬레이션 파형 확대 16 그림 3.7 시뮬레이션 블록도 17 그림 3.8 PWM Generator 설정 17 그림 3.9 MOSFET 설정 18 그림 3.10 Series RLC Brach 설정 19 그림 3.11 Series RLC Brach 설정 19 그림 3.12 출력파형 및 PWM 파형 20 그림 3.13 출력 파형 및 PWM 파형 (확대) 21 그림 3.14 입출력 전압 파형 22 그림 3.15 출력전압 리플 22 그림 3.16 Simscape Electrical을 이용한 Buck 컨버터 시뮬레이션 블록도 23 그림 3.17 Buck Converter 입출력 파형 및 전력 24 그림 3.18 MOSFET 특성 곡선 24 그림 3.19 출력전압(Continuous and Discrete) 25 그림 3.20 Boost 컨버터의 구성 26 그림 3.22 Boost 컨버터 시뮬레이션 회로 27 그림 3.23 Boost 컨버터 시뮬레이션 파형 28 그림 3.24 Boost 컨버터 시뮬레이션 파형 확대 28 그림 3.25 Boost Converter 시뮬레이션 블록도 29 그림 3.26 PWM Generator 설정 29 그림 3.27 MOSFET 설정 30 그림3.28 Series RLC Branch 설정 31 그림 3.29 Series RLC Branch2 설정 31 그림 3.30 Diode 설정 32 그림 3.31 출력파형 및 PWM 파형 33 그림 3.32 출력파형 및 PWM 파형 (확대) 34 그림 3.33 입출력 전압 파형 35 그림 3.34 출력전압 리플 성분 35 그림 3.35 Simscape Electrical을 이용한 Boost Converter 시뮬레이션 36 그림 3.36 Boost Converter 블록 설정(1) 36 그림 3.37 Boost Converter 블록 설정(2) 37 그림 3.38 Boost Converter 블록 설정(3) 37 그림 3.39 Boost Converter 블록 설정(4) 38 그림 3.40 PWM Generator 설정 38 그림 3.41 Boost Converter 전압 전류 파형 39 그림 3.42 Boost converter 입출력 전압 파형 40 그림 3.43 싸이리스터 구조 41 그림 3.44 싸이리스터 기호 41 그림 3.45 정방향 바이어스와 게이트 전류 (스위치 도통 상태) 42 그림 3.46 역방향 바이어스와 게이트 전류 (스위치 개방 상태) 42 그림 3.47 저항부하와 싸이리스터 회로 43 그림 3.48 저항부하에 따른 싸이리스터 회로 동작 파형 44 그림 3.49 저항 및 인덕터 부하와 싸이리스터 회로 45 그림 3.50 저항부하에 따른 싸이리스터 회로 동작 파형 46 그림 4.1 직류배전 시스템 47 그림 4.2 선박에서의 DC 배전 48 그림 4.3 DC 및 AC 계통의 장점 및 제한요소 48 그림 4.4 직류배전과 교류배전의 특성 비교 49 그림 4.5 독립형 LVDC 시스템 구성도(예시) 50 그림 4.6 MVDC의 기본구조 50 그림 4.8 Bangor and Llanfair PG 사이의 기존 33kV 회로 경로 및 개략도 54 그림 4.9 기존 및 ANGLE-DC 네트워크 개략도 55 그림 4.10 AC를 DC로 변환하여 Bangor-Llanfair PG의 용량 증가 56 그림 4.11 대형 수도 펌핑장의 비용 비교 56 그림 4.…

출처: 국립중앙도서관 서지정보