상 위상제어 정류회로 4-4 3
상 반파 위상제어 정류회로 4-4-1 3
저항부하 [1]
상 상전압
3 :
•
• 점호각 의 기준 : 다이오드일 때 도통되는 시점 점호각
- : a상 T1 ➜ 상
b T2 ➜ 상
c T3 ➜ 순수 저항부하에서 출력전류는
• 인 경우 연속이 되고
인 경우 불연속이 된다.
① ➜
상 반파 다이오드 정류기와 동일 - 3
② : 출력전류 연속
( ➜)
• 평균 출력전압 (출력전류가 연속)
③
전류 연속과 불연속의 경계
➜
④ ( ➜ ) 출력전압이 0인 구간이 존재한다.
➜
따라서 출력전류는 불연속이다.
• 평균 출력전압 (출력전류 불연속)
⑤
은 턴온될 수 없으므로 SCR
➜
이 범위에서는 출력전압이 0이다.
유도성 부하
[2] ➜ 점호각 과 관계없이 인덕턴스 이 매우 크면 출력전류는 연속이다.
• 의 경우 ➜
출력전압에 (-)전원전압이 포함된다.
• 평균출력전압
출력전류가 연속이면
•
범위에서도 동작한다.
• 2개의 동작모드 ⇒ 2상한 동작
① 정류 모드 :
출력전압 양(+), 출력전류 양(+)
➜
전력은 교류측에서 직류측으로 전달
➜
인버전(Inversion) 모드
② :
출력전압 음(-), 출력전류 양(+)으로 전력이 직류측에서 교류측으로 전달
➜
환류 다이오드를 추가한 경우 부하
[3] : R-L
①
언제나 출력전압
➜ > 0 이므로
환류 다이오드 는 언제나 Off 상태
②
출력전압이 음(-)이 되는 구간에서
➜
환류 다이오드 가 On 된다. ( ) 출력 파형은 저항부하일 경우와 동일 -
• 평균출력전압 ➜ 환류 다이오드가 없는 저항 부하 시와 동일
- ➜
- ➜
- ➜ SCR은 턴온될 수 없다.
상 전파 위상제어 정류회로
4-4-2 3
(6 pulse 위상제어 정류회로)• 점호각 의 기준
다이오드일 때 도통되는 시점
➜
- 점호각 의 기준시점 상
a T1 ➜ T4 ➜ 상
b T3 ➜ T6 ➜ 상
c T5 ➜ T2 ➜
개의 전압 선간전압
6 ( Vab, Vac,
•
이 부하에 Vbc. Vba, Vca, Vcb)
인가됨
가장 큰 전압이 걸리는 두 소자가 도통 상 다이오드 정류기
- ➜ 3
가장 큰 전압이 걸리는 두 소자의 턴온 시점을 제어 위상제어 정류기
- ➜
각 SCR은
• 마다 순서대로 Turn On 됨 (T1 T2 T3 T4 T5 T6 T1...)→ → → → → →
저항 부하 1.
점호각
• < ➜ 출력전류 연속, > ➜ 출력전류 불연속.
① (출력전류 연속)
예 출력전류 연속) : ➜
• 평균 출력전압
상전압의 실효값
(V : )
예) 의 경우 파형 ➜
전류 연속과 불연속의 경계
➜
② (출력전류 불연속)
예 출력전류 불연속) ➜
• 평균 출력전압
③ > 이면 Turn On 불가능
• SCR에 인가되는 순방향전압의 최대값 선간전압과
➜ 에 따라 달라짐
유도성 부하 2.
예) ➜
• 출력전류가 연속이 되므로 전원전압의 음(-)의 부분도 출력에 나타난다.
• 평균 출력전압
■ 환류 다이오드가 있는 경우
• 평균출력전압
환류 다이오드가 없는 저항
➜
부하 시와 동일
역률 4-4-3
상 전파 위상제어 정류기의 역률 유도성 부하
3 PF(power factor) :
■
역률 PF(power factor) =
•
피상전력 상
* (a )
선간전압의 실효값
(V : )
상전류의 실효값 -
유효전력 상
* (a ) :
PF(power factor) = (➜ : PF=0.955)
고조파 4-4-5
상 전파 위상제어 정류회로 부하
3 : R-L
■
우함수
- ,
배수의 고조파 이 되므로 입력전류에 대한 고조파 차수
3 =0 : 6n±1
➜
환류 다이오드가 있는 경우 3상 전파 위상제어 정류회로
■ -
환류 다이오드가 없는 경우와 동일
➜
-
우함수
- ,
전원측 인덕턴스
4-4-6 의 영향
■ 3상 위상제어 정류회로에서 교류 입력 전원측의 인덕턴스 를 고려한 경우
• T1, T2가 도통하여 부하전류 가 흐르다가 가 도통하는 경우
T3, T2
➜ 부하전류 는 에서 로 변한다.
전원의 인덕턴스
• 로 인해
의
T1 전류는 서서히 0으로 감소 의
T3 전류는 서서히 로 증가 두 전류가 동시에 흐르는 중복각 존재.
• 중복각 구간( )에서 출력 전압
ꀶ
( 에서 이므로)
중복구간에서 출력전압 :
➜
출력 전압 감소
(➜ )
• 출력 전압 감소량
ꀶ
ꀻ
평균 출력 전압 :
•
펄스 위상제어 정류기 4-4-7 12-
컨버터의 용량이 커지면 여러 대의 6펄스 위상제어 정류기를 직병렬로 접속 다중화 방식 하여( )
•
■
6 pulse 위상제어 정류기 2 대 직렬 접속
• 출력전압
정류기 출력
= 1 + 정류기2 출력 대 정류기의 입력전압위상차를 준다 2
➜
• 구성 정류기
- 1 : 결선 권선비( 1:1) 정류기
- 2 : 결선 권선비( 1: ) 정류기 의 전압은 정류기 의 전압에1 2
➜
비해 30° 앞선다.
정류기 의 선간전압은 정류기 의1 2
➜
선간전압에 배 크다.
정류기 의 권선비를2 1:
➜ ( )로
하여 정류기 의 전압과 크기를 같게1 한다.
ꀶ
출력전압은 형태가 된다
- 12-pulse .
➜ 12 펄스 위상제어 정류기 리플 크기가 작아지고
➜
리플 주파수(12f)가 커진다.
예) 일 때 출력전압 파형 ➜
• 12 펄스 위상제어 정류기의 입력전류 입력전류
- ➜ = +
권선비 고려
( )
- 전류의 크기
권선으로 전류가 흐를 때
a'b' :
또는 권선으로 전류가 a'c' b'c'
흐를 때 :
입력전류는 정현파에 가깝다.
➜
고조파 차수 12n±1
➜
고조파 및 역률이 개선된다.
➜
듀얼 컨버터 4-4-8 (Dual)
• 위상제어 정류기 2대를 역병렬 접속한 구조 정류기 한대는
➜ 정류모드로 동작시키고, 다른 정류기는 Inversion 모드로 동작
• 4상한 전력변환 가능
양방향의 출력 전압 및 전류
➜
• 제어방법 ➜ 두 정류기의 직류 평균전압의 크기와 극성이 언제나 같도록 두 정류기의 점호각을 제어
즉,
➜
∴ 로 제어
직류 평균전압의 평균값의 크기는 같지만
•
순시값은 다르다.
순시전압차에 의한 두 컨버터간의
➜
순환전류 발생
이를 제한하기 위해 인덕터
➜ 을 추가함.
순환전류가 갖는 제어 기법
•
두 컨버터를 동시 제어 : 순환전류 발생하여 부하전류에 관계없이 전류연속모드로 동작됨
➜
응답 특성이 빠르다.
순환전류 제한용 인덕터가 필요하다.
순환전류가 없는 제어 기법
•
동작 모드에 따라 하나의 컨버터만 동작시킴 : 순환전류 제한용 인덕터가 불필요하다.
➜
불연속 부하 전류시 동작이 복잡하다.
응답 특성이 느리다.
컨버터의 응용 Dual
•
정역회전 운전이 빈번한 대용량 직류 전동기 구동
➜
