4.3 연동 운전 시 DC Link 전압 관리

논문 서술 초안

DC Link 전압 관리의 필요성

DC 링크 전압은 DC-DC 컨버터와 DC-AC 인버터가 공유하는 에너지 교환 지점으로, 두 컨버터가 동시에 운전될 때 전력 불균형이 발생하면 DC 링크 전압이 변동한다. DC 링크 전압이 허용 범위를 벗어나면 연결된 전력변환장치의 정상 동작이 보장되지 않으므로, 연동 운전 시 DC 링크 전압을 640VDC 기준으로 안정적으로 유지하는 것이 핵심 제어 과제이다.

역할 분담 방식

연동 운전에서 DC 링크 전압 관리는 두 컨버터 중 하나가 DC 링크 전압을 능동적으로 제어(Voltage Regulation)하고, 나머지 하나는 전력 또는 전류를 제어(Power/Current Control)하는 역할 분담 방식으로 구성된다. 본 시스템의 네 가지 운전 모드에서 역할 분담은 다음과 같다.

모드	DC-DC 역할	DC-AC 역할	DC Link 전압 제어 주체
모드1 (발전기→배터리)	Buck (저압단 전압 제어)	Rectifier (전력 제어)	DC-DC
모드2 (배터리→추진모터)	Boost (전류/전력 제어)	Inverter (DC Link 전압 제어)	DC-AC
모드3 (양쪽 DC Link 충전)	Boost (전류 제어)	Rectifier (DC Link 전압 제어)	DC-AC
모드4 (DC Link에서 양쪽 방출)	Buck (저압단 전압 제어)	Inverter (DC Link 전압 제어)	DC-AC

DC Link 전압 리플 특성

두 컨버터가 동시에 운전될 경우 DC 링크에는 양측 컨버터의 스위칭에 의한 전압 리플이 중첩된다. DC-DC 컨버터 측의 리플 주파수는 유효 스위칭 주파수인 2Fsw = 20kHz이며, DC-AC 인버터 측의 리플은 출력 주파수(60Hz) 성분과 스위칭 주파수(10kHz) 성분이 포함된다. 연동 운전 시 DC 링크 전압 리플의 크기와 주파수 특성은 단독 운전 대비 실험적으로 비교 측정하며, 그 결과는 제6장에서 분석한다.

미결 항목

각 모드별 DC Link 전압 제어 주체 확인 (실제 제어기 구현 기준으로 검토 필요)
DC Link 커패시터 용량값 (실장 값 확인 필요)

2.2 KiB Raw Blame History