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title: 4.2 DC-AC 인버터 제어
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published: true
date: 2026-04-23T09:41:20.865Z
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editor: markdown
dateCreated: 2026-04-22T02:25:18.504Z
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# 4.2 DC-AC 인버터 제어

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## 제어 구조 확정

| 항목 | 내용 |
|------|------|
| 변조 방식 | SVPWM (Space Vector PWM) |
| 제어 방식 | dq 동기좌표계 기반 전류 제어 |
| 좌표 변환 | abc → αβ (Clarke) → dq (Park) |
| 전압 합성 | dq → αβ (역Park) → SVPWM |
| 양방향 전환 | d축 전류 기준 부호 전환으로 Inverter/Rectifier 전환 |

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## 논문 서술 초안

### dq 동기좌표계 전류 제어

본 연구의 3레벨 T-type DC-AC 인버터는 dq 동기좌표계(Synchronous Reference Frame, SRF) 기반의 전류 제어와 SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation) 변조 방식을 적용한다. dq 동기좌표계 제어는 3상 교류 물리량을 회전 좌표계로 변환하여 직류량으로 처리함으로써, PI 제어기를 이용한 정상상태 무차 제어(steady-state zero error)와 d축·q축 전류의 독립적 제어를 가능하게 한다. d축 전류는 유효전력(능동 전력)에, q축 전류는 무효전력에 대응하므로, 두 축의 전류를 독립적으로 제어함으로써 유효전력과 무효전력을 분리 제어할 수 있다.

제어 구조는 다음과 같이 구성된다. 측정된 3상 전류를 Clarke 변환(abc → αβ)을 거쳐 정지 좌표계 성분으로, 이어서 Park 변환(αβ → dq)을 통해 회전 좌표계 성분(Id, Iq)으로 변환한다. 전류 기준값(Id_ref, Iq_ref)과 실측값의 오차가 각각의 PI 제어기에 입력되어 전압 지령(Vd_ref, Vq_ref)을 생성하며, 역Park 변환 및 SVPWM 변조기를 통해 최종적으로 각 상의 게이트 신호가 생성된다.

### SVPWM 변조

PWM 변조 방식에는 크게 정현파 PWM(SPWM, Sinusoidal PWM)과 공간벡터 PWM(SVPWM, Space Vector PWM)이 있다. SPWM은 정현파 기준 신호와 삼각파 반송파를 비교하여 각 상의 스위칭 신호를 독립적으로 생성하는 방식으로, 구현이 간단하고 제어가 직관적이다. 반면 SVPWM은 3상 전압 벡터를 하나의 공간 벡터로 표현하고, 출력 전압 벡터 공간을 섹터로 분할하여 인접한 전압 벡터들의 시간 평균으로 목표 벡터를 합성하는 방식이다. SVPWM은 SPWM 대비 DC 링크 전압 활용률이 약 15.5% 높고, 동일 스위칭 주파수에서 출력 전압 고조파 성분이 적으며, 영벡터 배분의 자유도를 이용하여 중립점(Neutral Point) 전압 불균형 보정에도 활용할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 DC 링크 전압 활용률과 출력 파형 품질을 고려하여 SVPWM을 변조 방식으로 채택하였다.

> **그림 4.X.** SPWM과 SVPWM의 전압 벡터 공간 및 스위칭 패턴 비교  
> *(그림 삽입: 좌 — SPWM 반송파 비교 방식, 우 — SVPWM 전압 벡터 공간)*

**표 4.X.** SPWM과 SVPWM 비교

| 항목 | SPWM | SVPWM |
|------|------|-------|
| 변조 방식 | 정현파 기준 신호 vs 삼각파 반송파 | 전압 벡터 공간 분할 및 시간 평균 합성 |
| DC 링크 전압 활용률 | 1.0 (100%) | 약 1.155 (약 15.5% 높음) |
| 구현 복잡도 | 낮음 | 상대적으로 높음 |
| 고조파 특성 | 상대적으로 많음 | 상대적으로 적음 |
| 중립점 전압 불균형 보정 | 제한적 | 영벡터 배분으로 보정 가능 |
| 본 연구 채택 | — | ✓ |

### 양방향 운전 모드 전환

Inverter 모드(DC → AC)와 Rectifier 모드(AC → DC) 간의 전환은 d축 전류 기준값(Id_ref)의 부호 전환으로 구현된다. Inverter 모드에서는 Id_ref가 양(+)으로 설정되어 DC 링크로부터 AC 측으로 유효전력이 공급되며, Rectifier 모드에서는 Id_ref가 음(−)으로 설정되어 AC 측에서 DC 링크 방향으로 전력이 흡수된다. q축 전류 기준값(Iq_ref)은 단위역률 운전을 기준으로 0으로 설정하며, 필요에 따라 무효전력 보상을 위해 조정될 수 있다.

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## 미결 항목

없음 — 확정 완료
