실험5 단상 위상제어 정류기 : 전력변환 회로에 대해 소개하고(전력전자-산업전자 수업내용), 이에 대한 시뮬레이션(Psim tool사용)을 행한다.

소개글

실험5 단상 위상제어 정류기 : 전력변환 회로에 대해 소개하고(전력전자-산업전자 수업내용), 이에 대한 시뮬레이션(Psim tool사용)을 행한다.에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 개요
1.1. 목적

2. 시스템 구성
2.1. 과제1
2.1.1. schematic 및 설정
2.1.2. simulation 결과
2.2. 과제2-반파 위상제어 정류회로: R-L부하
2.2.1. schematic 및 설정
2.2.2. simulation 결과
2.3. 과제3-전파 위상제어 정류회로: RL부하(L이 커서 정전류원으로 가정)
2.3.1. schematic 및 설정
2.3.2. simulation 결과
2.3.3. 이론값 및 결과분석

3. 참고문헌

본문내용

실험(5)
Team Project
단상 위상제어 정류기
담당교수
*** 교수님
담당조교
*** 조교님
1. 개요
1.1. 목적
전력전자공학은 신재생 에너지, 전기자동차 등과 같은 주요 산업 분야에 널리 사용되는 실용학문이다. 본 실험에서는 전력변환 회로에 대해 소개하고(전력전자-산업전자 수업내용), 이에 대한 시뮬레이션(Psim tool사용)을 행한다.
2. 시스템 구성
2.1. 과제1-반파 위상제어 정류회로
2.1.1. schematic 및 설정
출력전류를 측정하기 위해 전류계를 추가하여 schematic을 작성하였습니다.
2.1.2. simulation 결과
(a)부하전압의 평균값
이론값
결과값
84.51[V]
(b) 부하전류의 평균값
이론값
결과값
16.90[A]
(c) 부하전류의 RMS value(실효치)를 구하시오
이론값
결과값
29.66 [A]
시뮬레이션 total time을 정현파의 주기에 맞추고 Masure tool을 사용한다면 더욱 더 가까운 값을 얻을 수 있습니다. 위의 simulation 결과는 약 세 주기인 0.05를 total time으로 사용하였습니다.
2.2. 과제2-반파 위상제어 정류회로: R-L부하
2.2.1. schematic 및 설정
출력전류를 측정하기 위해 전류계를 추가하여 schematic을 작성하였습니다.
2.2.2. simulation 결과
2.3. 과제3-전파 위상제어 정류회로: RL부하(L이 커서 정전류원으로 가정)
2.3.1. schematic 및 설정
2.3.2. simulation 결과
2.3.3. 이론값 및 결과분석
먼저 평균전압 이 100 [V]가 되도록 점호각을 구해보면,
이를 만족하는 점호각()는 이론적으로 59.677°라는 것을 알 수 있습니다.
L이 매우 크다고 가정하면 출력전류의 지연은 무한히 길어집니다. 이것을 simulation 하기 위해 매우 큰 유도성 부하 대신 직류전원으로 가정하여 simulation하였습니다. 다이오드 1, 4를 같은 하나의 Gating Block(59.677 69.677으로 설정)으로 신호를 주었고, 다이오드 2, 3도 하나의 Gating Block(239.677 249.677으로 설정)으로 신호를 주었습니다.
Simulation 결과, 한 주기(, ) 평균값 100.2957[]을 확인할 수 있었습니다. 이론값에 매우 근접한 결과를 얻을 수 있었습니다. 정확한 평균값을 얻기 위해서 simulation 설정을 다음과 같이 설정하였습니다. Print Time을 0.1[sec]로 설정해주었기 때문에 한 주기 시간인 0.01667[sec]를 더해 Total Time은 0.02667[sec]로 설정하여 simulation 상에 정확한 한 주기가 표시되도록 하였습니다.
전압전압 의 양의 반주기() 동안에는 SCR 과 가 순방향 바이어스되고 와 는 역방향 바이어스되므로 위상각 에서 과 를 동시에 턴온합니다. 과 가 온 상태가 되면 전류는 전원 , , R-L부하, 로 구성되는 루프를 흐릅니다. 이 상태는 위상각 가 를 지나 의 극성이 바뀌어도 에서 와 를 턴온할 때까지 지속됩니다. 왜냐하면 인덕터를 통해 흐르는 전류는 연속이고 과 의 턴오프 제어는 불가능하기 때문입니다. 따라서 출력전압 는 위상각 에서 구간동안 와 같으며 음(-)의 값을 갖습니다. 이 구간에서 와 는 순방향 바이어스되어 있으므로 게이트 신호가 인가되면 턴온됩니다. 와 가 에서 턴온되면, 과 에 역전압이 인가되어 전원전류 의 극성이 바뀝니다. 전류는 구간에서의 전원 , , R-L 부하, 로 구성되는 루프를 따라 흐릅니다.
3. 참고문헌
노의철 외 2명, 『전력전자공학 3판』, 문선당, 2011, pp. 140-144.

키워드

홍익,   홍대,   전자전기,   실험5,   전력전자공학,   전력변환 회로,   단상 위상제어 정류기