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3상구형파 배전시스템용 다이오드 정류회로의 해석과 설계

전문가 제언: ○ 현재 송배전계통에는 정현파교류가 이용되고 있다. 이것은 송전, 변압 이 용이하고 또 사고 시에 차단이 용이하기 때문이다. 한편 모터구동, 조명, 에어컨 등 산업용이나 가정용 기기는 인버터를 이용하고 있으며 제어회로도 디지털화되어 있기 때문에 정류회로를 이용하여 교류를 직류로 변환하고 있다.

○ 직류는 교류에 비하여 차단기 등 보호 장치가 고가이며 또 안정성 면에서도 문제가 많다. 그러므로 직류 배전시스템에서는 이들 문제의 개선방법으로 구형파 배전시스템을 제안하고 있으며 이에 대하여 다양한 연구가 이뤄지고 있다.

○ 이미 제안한 방식 중에는 단상배전에 적합한 구형파배전시스템, 사다리꼴파형 3상 배전시스템 등이 있으나 다이오드정류회로는 120°도통방식이다. 본고에서는 180°도통방식의 구형파배전시스템 및 부하다이오드 정류회로의 설계방법을 제안하였다.

○ 종래의 정현파 배전방식과 제안한 구형파 배전방식에서 정류후의 직류전압이 같은 조건하에서 구형파 파형은 정현파에 비하여 전류파고치 및 전류 실효치를 모두 31/2/2 배로 감소시킬 수 있으며, 스위칭소자의 최대 전류정격, 선로의 전류용량을 모두 낮게 할 수 있는 것이 특징이다. 그러나 이에 대한 실용화여부는 검토해야할 과제이다.

○ 현재 산업응용 분야에서 이용되고 있는 3상 전력변환회로에는 주로 다이오드정류기－전압형인버터가 이용되고 있다. 이 변환회로의 직류 링크부에는 에너지완충(평활회로)용으로 대형콘덴서가 이용되고 있다. 이 콘덴서는 환경조건에 따라 노후화, 수명 등 많은 문제가 있는 것으로 에너지 완충기가 필요 없는 직접형 전력 변환회로의 연구가 국내외에서 많이 이루어지고 있다.

저자: Hitomi Matsue, Jumpei Watanabe, Takaharu Takeshita
자료유형: 학술정보