공대생 말하는 고구마

0. 원문 교재 : Power electronIcs and motor drIves 1. 발췌 16.4 Vector Control Methods of AC–DC–AC Converter–Fed Induction Machine Drives: A Review (1) 16.4.1 Field Oriented Control and Virtual Flux Oriented Control VSI: The block diagram of the IFOC is presented in Figure 16.11. The commanded electromagnetic torque Mec, is delivered from outer PI speed controller, based on mechanical speed error e_Ωm...

+참조 https://youtu.be/QZYVAt8RomY

1. 기본 회로 출력 전압이 입력 전압과 동일한 전압을 가지는 것이 큰 특징인 비반전형 벅-부스트 컨버터의 기본 회로이다. 다른 컨버터와는 다르게 fet switch가 2개 사용된것이 큰 특징이다. Inverting Buck-Boost converter와는 다르게 출력으로 연결되는 다이오드가 정방향으로 연결이 되어있다. 2. Switch On On 상태 동작일 때 2개의 스위치가 한번에 켜져 두개의 다이오드가 역 바이어스가 되기 때문에 회로에서 아무런 동작을 하지 않는다. 입력 전압이 모두 인덕터에 걸리게 되고 인덕터는 전류가 흐르면 그 전류를 자기장의 형태로 충전하게 된다. 인덕터 양단 전압과 인덕터를 통해 흐르는 전류를 각각 V_L과 i_L로 표현할 수 있다. SMPS는 매우 높은 스위칭 주파수로 동..

1. 정의 플라잉 커패시터는 전기 자동차(EV) 인버터, 배터리 관리 시스템(BMS), 재생 에너지 시스템 및 기타 전력 전자 장치와 같은 애플리케이션에서 일반적으로 사용되는 다단계 인버터에 사용되는 커패시터 유형이다. 플라잉 커패시터의 주요 기능은 원하는 전압 레벨을 생성하기 위해 직렬 및 병렬로 연결된 여러 커패시터를 사용하여 인버터의 서로 다른 레벨 간에 에너지를 저장하고 전송하는 것이다. 2. 특징 고효율 및 고전력 밀도 인버터에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 소위 "플라잉" 커패시터 멀티레벨 인버터가 많은 전력 전자 시스템의 강력한 선택으로 부상하고 있다. 이러한 커패시터는 연결된 반도체 스위칭 구조 및 상태에 따라 다른 전위로 "부동"할 수 있으므로 제조 공차, 온도 변화 및 기타 요인으로 ..

+ 출처 https://gdnn.tistory.com/97 http://magazine.hellot.net/magz/article/articleDetail.do?flag=all&showType=showType1&articleId=ARTI_000000000030312&page=1

1. 정의 DC 링크 커패시터는 일반적으로 순간 전력, 전압 및 주파수가 서로 다른 입력 소스와 출력 로드 사이의 중간 버퍼로 전력 변환기에 사용된다. 전기 자동차 애플리케이션에서 DC 링크 캐패시터는 인버터, 모터 컨트롤러 및 배터리 시스템의 인덕턴스 효과를 상쇄하는 데 도움이 된다. 또한 전압 스파이크, 서지 및 EMI(전자파 간섭)로부터 EV하위 시스템을 보호하는 필터 역할도 한다. 2. 평활회로 dc-link capacitor의 역할이 평활회로라고도 한다고 한다... 2022.08.02 - [Study/Electric Circuit Analysis] - 평활회로(AC->DC) 평활회로(AC->DC) *평활회로 교류(AC)를 직류(DC)로 바꾸는 여러 과정 가운데 맥류를 완전한 직류로 바꾸어주는 전..

1. 태양전지의 종류 태양전지란 광전효과를 통해 태양에너지(빛)를 전기에너지로 변환할 수 있는 장치를 말한다. 즉, 태양광발전 시스템의 가장 핵심적인 부품이라고 할 수 있다. 태양전지의 기본 단위는 '셀'(Cell)이며, 이 셀 여러 장을 직렬로 연결하여 패널 형태로 제작한 것을 '모듈'이라고 한다. 태양전지의 분류 방법은 두 가지가 있다. 첫 번째는 소재에 따라 분류하는 방식이고, 두 번째는 흡수층의 형태에 따라 분류하는 방식이다. 크게 '결정질 실리콘 태양전지', '박막 태양전지'로 나누어 부를 수 있다. 이는 태양전지의 종류를 소재보다는 흡수층 형태에 따라 나눈 결과이다. 여기서 결정질 실리콘 태양전지는 다결정 태양전지와 단결정 태양전지로 나뉘게 된다. 2. 전지 분류 (1) 다결정 태양전지(Pol..

1. 구조 태양광 발전의 가장 기본이 되는 단위는 '셀'이며, 셀을 전자판 형태로 가공한 것이 '모듈', 구조물에 설치하기 위해 모듈을 구성한 것을 '어레이'라고 한다. 외국에서는 '패널'은 모듈의 묶음으로 여기기도 한다.

0. Article 1. 정의 태양광 발전은 태양광을 전기에너지로 바꾸어 주는 태양광(Photovoltaic ; PV) 패널을 사용한다. 태양광 패널은 일사량, 표면 온도와 같은 주변 환경으로 인해 P-V의 관계가 비선형 곡선 형태를 갖는 특성이 있다. 태양전지로 구성된 PV패널은 주로 저전압 직류전기를 발전하기 때문에 일반적으로 직렬구조로 연결되어 구성된다. 이는 직렬로 연결되어있기 때문에 주 회로로 나오는 전류량은 같아야 한다. 만약 PV 패널에 그늘짐 현상이 발생하여 P-V특성이 변화할 때도 직류 전류가 같아야하기 때문에 모든 PV 패널이 그늘짐을 받는 패널의 전류에 맞춰진다. 이러한 이유로 PV 패널에 대하여 직렬 연결시 모든 PV 패널이 최대전력을 생산할 수 없게 되는 문제점이 있다. 이러한 문..

1. 정의 최대 전력점 추종(MPPT)이란 태양광 일조량, 기온, 부하 등의 조건이 변화할 때 PV 시스템이 PV 패널의 최대 전력점 근접에서 작동하도록 태양광 어레이가 받는 임피던스를 계속적으로 조정하기 위해 태양광(PV) 인버터에 구현된 알고리즘이다. 태양전지의 전류-전압 특성 곡선은 위의 두 그림에서 알 수 있듯이 비선형적이며 온도나 일사강도에 따라 출력이 변동된다. 다른 신재생 에너지원에 비해 태양광 발전은 발전량이 적기 때문에 최대 전력점을 추종하는 기술이 필요하다. 이 기술을 최대전력추종, 즉 MPPT라고 한다. 2. 목적 태양광 인버터를 개발하는 엔지니어는 MPPT 알고리즘을 구현하여 PV 시스템에서 생성된 전력을 최대화한다. 알고리즘이 전압을 제어하여, 아래 제시된 것처럼 시스템이 전력전압..

1. 정의 Bypass diode는 고전압 직렬 어레이에 사용될 때 동일한 태양 전지판 내에서 완전히 작동하는 전지로부터 부분적으로 음영 처리 된 PV 전지를 보호하기 위해 태양 광 발전 (PV) 시스템에 사용된다. 2. 태양 전지의 특징 광전지는 표면에 닿는 빛을 전력으로 직접 변환하는 반도체 광 다이오드의 일종이다. 태양 광 시스템은 태양 광 패널을 어레이 형태로 연결하여 직사광선에 노출시켜 전기를 생성한다. 그러면 정상 작동 중에 PV 시스템의 모든 태양 전지판이 모두 동일한 태양 전지판의 일부를 구성하는 것과 동일한 태양 조건을 경험할 것이라고 생각한다. 그러나 PV 시스템의 발전 성능과 신뢰성은 환경, 온도, 습도, 위치 및 태양 복사 정도와 같은 외부 요인의 영향을받을 수 있으며 이는 모두 전..

1. 정의 : 에너지 산업에서의 그리드란 발전소부터 송배전 과정을 거쳐 전력이 공급되는 체계적인 '전력망'을 의미한다. 2. 종류 (1) Grid parity[그리드패리티] : 신재생에너지 발전단가와 기존의 화석 에너지 발전 단가가 같아지는 균형점을 의미한다. (2) Smartgrid[스마트그리드] : 기존의 전력망에 정보통신기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 실시간으로 정보를 교환하는 방식으로 에너지 효율을 높이는 차세대 전력망을 의미한다. 기존 전력망의 수직적인 구조와는 달리 스마트 그리드에서는 수평적인 구조로 에너지 공급자와 소비자가 정보를 공유하며 에너지 효율을 높이는 차세대 전력망이다. (3) Microgrid[마이크로그리드] : 소규모 지역에서 전력을 자급자족할 수 있는 작은 단위의 스마트..

1. 정의 인버터는 모듈에서 생산된 직류 전기를 교류 전기로 변환하는 전력변환 장치를 의미한다. 태양광 인버터는 태양전지 패널에서 발생한 가변 직류(DC)를 전력 주파수 교류 직류(AC)로 변환하는 장치이다. 태양광 인버터라고 말하는 제품의 공식 명칭은 “계통연계형 태양광 인버터”인데, 나누어서 생각하면 인버터라는 전력변환 장치에 “태양광”에 대한 기능과 “*계통연계”에 대한 기능이 추가된 것으로 생각할 수 있다. ‘태양광’이라는 수식어가 의미하는 것은 태양광 모듈의 출력 특성이 선형적이지 않음을 의미한다. 예를 들어, 선형이라면 전압이 작을 때는 전류가 작고, 전압이 클 때에는 전류가 커야 하는데 아래 그림과 같이 태양광 모듈은 전압이 가장 클 때 전류가 ‘0’이고, 전류가 가장 클 때 전압이 ‘0’인..

1. 태양 전지의 구조원리 태양 에너지를 활용하기 위해서 모래를 사용한다. 모래를 태양전지에 사용하기 위해서는 99.99% 순수한 실리콘 결정체로 변형되어야 한다. 이를 위해 모래는 아래와 같은 정화 과정을 거쳐야 한다. 실리콘 원자재는 기체 실린콘 화합물의 형태로 변환된다. 이것은 고도로 정제된 다결정 실리콘을 생산하기 위해 수소와 섞인다. 이러한 실리콘 두개는 재 형성이 되어 실리콘 웨이퍼라고 불리는 매우 얇은 조각으로 변형된다. 실리콘 웨이퍼가 태양광 전지의 핵심이다. 실리콘 원자의 구조는 원자끼리 서로 결합되어 있다. 서로 결합되어 있는 실리콘 구조 속 전자는 자유롭게 움직이지 못한다. 5개의 원자가 전자가 있는 인원자가 그 안에 주입이 된다고 가정해본다. 이 구조에서는 하나의 전자가 자유롭게 움..

2023.03.08 - [Study/Motor Control] - 전류 제어기[Current controller] 전류 제어기[Current controller] 부하의 속도나 위치를 제어하기 위해서는 직류 전동기의 토크 Te 를 제어할 필요가 있으며 이를 위해서 전기자 전류 ia를 제어할 필요가 있다. 0. PI(비례적분) 제어기의 특징 Kp와 Ki는 각각 비례 jgewjsrhdms.tistory.com 위 게시글에서 적분 제어기를 사용하면 정상상태 오차를 제거할 수 있음을 보았다. 적분 제어기는 현재 및 과거의 오차를 계속 적분하여 출력을 생성하기 때문이다. 전류 제어기에서 지령 전압을 출력하면 이를 전력 변환 장치에서 실제로 만들어 주어야 하는데, 이용 가능한 전원 전압 크기의 제한으로 인해 전력 ..

전동기의 전류 제어 또는 속도 제어를 위해 사용된 비례적분 제어기에서 원하는 응답특성을 얻을 수 있도록 이득을 선정하는 방법에 주파수 응답 특성을 분석해 원하는 응답 특성을 갖도록 이득을 선정 해야한다. 이러한 제어계 설계 시에는 통상 안정성, 응답성, 정상상태 오차의 세 가지 요소가 고려되어야 한다. 0. 주파수 응답(Frequency Response) 특성이란? 주파수 응답이란 어떤 선형 시스템에 일정한 진폭을 갖는 정현파 입력 신호 r(t)를 인가했을 때 정상상태에서 어떠한 출력 c(t)를 내는지 보이는 것이다. 입력 신호의 주파수에 따라 그 출력의 크기와 위상이 입력 신호와 달라질 수 있는데, 주파수 응답은 그 차이의 정도를 보여주는 것이다. 전달함수 G(s)에 따라 output이 달라진다. (1..

전동기의 속도를 제어하는 경우 전류 제어기를 내부 루프에 배치하고, 그 바깥 루프에 속도 제어기를 위치시켜 사용한다. 이 경우에 속도 제어기의 대역폭보다 전류 제어기의 대역폭을 충분히 크게(최소 5배 이상) 선정해야만 전류 제어가 속도 제어에 미치는 영향이 없고, 속도 제어의 응답성이나 안정성이 향상된다. 1. PI 속도 제어기 전류 제어기는 앞 게시글에서 보았듯이 대역폭 wcc를 갖는 1차 시지연 요소로 간주한다. 기계 시스템의 마찰 계수 B는 부하 토크 TL에 포함시켜 무시하였다. wcs는 개루프 전달함수의 이득이 0dB를 통과하는 주파수인 속도 제어기의 교차각 주파수이다. 즉, 속도 제어기의 대역폭이다. (개루프 주파수 응답의 교차각 주파수가 시스템의 대역폭이 된다 하였으므로 굳이 폐루프 주파수 응..

부하의 속도나 위치를 제어하기 위해서는 직류 전동기의 토크 Te 를 제어할 필요가 있으며 이를 위해서 전기자 전류 ia를 제어할 필요가 있다. 0. PI(비례적분) 제어기의 특징 Kp와 Ki는 각각 비례 제어기와 적분 제어기의 이득이다. 1/Tc (= Ki/Kp)은 PI 절점 주파수(Corner Frequency)이며 Tc는 PI 적분 시정수(Integral time constant)이다. 이 전달함수로부터 비례적분 제어기를 사용하면 대상 시스템의 개루프 전달함수에 s = 0의 극점과 절점 주파수 s = -Ki/Kp의 영점을 첨가하게 된다. 또한 적분기 1/s를 추가하면 정상상태 오차가 개선된다는 것을 보았는데, s = 0의 극점이 바로 그런 역할을 한다. PI 제어기의 사용으로 정상상태 오차를 개선할 ..