3개의 독립된 컨버터로 구동되는 3상 3권선 시스템의 새로운 결선 방법

Abstract

전력계통과 연계되는 대용량 컨버터와 대형 유도기 구동 시스템의 경우 3상 다권선 시스템이 용량 확대와 고조파 저감의 목적으로 널리 활용되고 있다.본 논문에서는 이러한 3상 다권선 시스템에 3개의 독립된 컨버터를 연결하는 새로운 결선 방법을 제안한다. 단순한 결선 변경을 통해, 권선에 인가되는 전압의 레벨 수를 늘릴 수 있다. 3대의 2레벨 컨버터를 이용할 경우, 델타 권선에 인가되는 전압 레벨을 9개, Y권선에 인가되는 전압 레벨을 17개까지 늘릴 수 있다. 제안한 방법은 4권선 변압기 혹은 3개의 고정자 권선을 가지는 대형 유도기와 컨버터 출력 간의 연결만 바꿈으로써 적용이 가능하다. 본 논문에서는 제안된 결선 방법의 등가회로를 유도하고 모의 실험을 통해 제안된 결선 방법의 효과와 등가회로의 유효성을 확인하였다. 또한, 3개의 고정자 권선을 가지는 영구 자석 전동기를 제작하여 제안된 결선 방법의 효과를 검증하였다. 실험 결과, 2레벨 컨버터를 이용하는 경우 기존 결선 방법 대비 출력 선간 전압과 상전압의 총 고조파 왜율이 30% 감소하였다.

주요어: 개방 권선 구조, 이중 델타 전원, 컨버터 병렬 운전, 인터리빙 운전, 다권선 시스템