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

소개글

실험5 삼상 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-삼상 반파 위상제어 정류회로: R 부하
2.1.1. schematic 및 설정-점호각 20°
2.1.2. simulation 결과-점호각 20°
2.1.3. 이론값 및 결과분석
2.1.4 schematic 및 설정-점호각 60°
2.1.5. simulation 결과-점호각 60°
2.1.6. 이론값 및 결과분석
2.2. 과제2-삼상 반파 위상제어 정류회로: L 부하
2.2.1 schematic 및 설정-점호각 60°
2.2.2. simulation 결과-점호각 60°
2.2.3. 이론값 및 결과분석
2.3. 과제2-전파 위상제어 정류회로: L부하
2.3.1. schematic 및 설정
2.3.2. simulation 결과
2.3.3. 이론값 및 결과분석

3. 참고문헌

본문내용

실험(5)
Team Project
삼상 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-삼상 반파 위상제어 정류회로: R 부하
2.1.1. schematic 및 설정-점호각 20°
출력전압을 측정하기 위해 전압계를 추가하여 schematic을 작성하였습니다.
2.1.2. simulation 결과-점호각 20°
2.1.3. 이론값 및 결과분석
삼상 전원을 위와 같이 입력하였습니다. 보통 점호각은 전압원 의 위상이 0°에서 시작할 때 사이리스터를 On 시키는 위상이지만, 여기서는 30°가 더해진 상태에서 그 이후에 사이리스터를 On 시키는 위상을 점호각 로 생각하고 있습니다.
이러한 점호각 설정에 맞춰 그 후 사이리스터 점호각 를 각각 20°, 140°, 260°를 입력하였습니다. 즉, 시뮬레이션은 처음에 30°의 위상각이 추가되어서 시작합니다. 출력전압이 0인 것을 개선하기 위해서 세 번 째 사이리스터에 100°를 입력하였으나 변화가 없는 것을 알 수 있었습니다. 이것은 시뮬레이션이 30°, 즉 시간이 0에서부터 시작하기 때문입니다. 그래서 초기에는 출력전압이 0으로 시작했다가 첫 번째 사이리스터가 On 될 때부터 출력전압이 출력됩니다.
이 회로의 평균값의 이론값과 평균값을 비교해면,
이론값
결과값
241.859 [V]
위와 같이 거의 같음을 확인할 수 있습니다.
2.1.4 schematic 및 설정-점호각 60°
출력전압을 측정하기 위해 전압계를 추가하여 schematic을 작성하였습니다.
2.1.5. simulation 결과-점호각 60°
2.1.6. 이론값 및 결과분석
위와 마찬가지로 삼상 전원을 위와 같이 입력하였습니다. 보통 점호각은 전압원 의 위상이 0°에서 시작할 때 사이리스터를 On 시키는 위상이지만, 여기서는 30°가 더해진 상태에서 그 이후에 사이리스터를 On 시키는 위상을 점호각 로 생각하고 있습니다. 이러한 점호각 설정에 맞춰 사이리스터 점호각을 각각 60°, 180°, 300°를 입력하였습니다. 시뮬레이션이 30°, 즉 시간이 0에서부터 시작하기 때문입니다.
점호각을 60°로 주었을 때는 20°와 달리 출력전압에 0인 구간이 생긴 것을 알 수 있습니다. 이것은 점호각이 크기 때문에 다음 사이리스터가 켜지기 전에 원래 On 되었던 사이리스터가 latching 전류이하를 받아 자연스레 Off되기 때문입니다. 그 이후 다음 사이리스터가 On 되어 다시 출력값을 출력시키는 것을 확인하였습니다.
이 회로의 평균값의 이론값과 평균값을 비교해면,
이론값
결과값
148.58 [V]
위와 같이 거의 같음을 확인할 수 있습니다.
2.2. 과제2-삼상 반파 위상제어 정류회로: L 부하
2.2.1 schematic 및 설정-점호각 60°
상전압, 출력전압과 출력전류를 측정하기 위해 전압계, 전류계를 추가하여 schematic을 작성하였습니다.
2.2.2. simulation 결과-점호각 60°
2.2.3. 이론값 및 결과분석
위와 마찬가지로 삼상 전원을 위와 같이 입력하였습니다. 보통 점호각은 전압원 의 위상이 0°에서 시작할 때 사이리스터를 On 시키는 위상이지만, 여기서는 30°가 더해진 상태에서 그 이후에 사이리스터를 On 시키는 위상을 점호각 로 생각하고 있습니다. 이러한 점호각 설정에 맞춰 사이리스터 점호각을 각각 60°, 180°, 300°를 입력하였습니다.
L부하를 주었을 때 L의 크기가 매우 크지 않고 한정적인 값을 갖기 때문에 출력전류에는 리플성분이 포함됩니다. 또한 각각의 상전류는 각각의 상전압 파형을 따라서 파형이 발생됩니다. 출력전류가 계속 흐르는 상태에서 사이리스터의 Off 제어를 할 수 없으므로 다음 사이리스터가 켜질 때까지 원래의 사이리스터가 On 되어 전압이 음수인 값을 갖을 때도 출력전압으로 음수가 출력됩니다. 그 이후 다음 사이리스터가 On 되면 삼상 중 가장 큰 전압을 갖는 상의 전압을 출력하게 됩니다.
R 성분만 있는 회로와 달리 음수의 출력전압을 갖는 구간이 있으므로 평균값은 비교적 떨어지게 됩니다.
이 회로의 평균값의 이론값과 평균값을 비교해면,
이론값
결과값
128.97 [V]
위와 같이 거의 같음을 확인할 수 있습니다.
2.3. 과제2-전파 위상제어 정류회로: L부하
2.3.1. schematic 및 설정
상전압, 선간전압, 출력전압과 출력전류를 측정하기 위해 전압계, 전류계를 추가하여 schematic을 작성하였습니다.
2.3.2. simulation 결과
2.3.3. 이론값 및 결과분석
삼상 전파 위상제어 정류회로는 저항 과 인덕터 의 부하와 으로 실험하였습니다. 성분 때문에 파형이 늘어지는 형상을 볼 수 있었고 주기로 움직이는 파형을 보았습니다. 사이리스터 을 지연각 로 시작하여, 6개의 사이리스터를 씩 차이를 두어 입력하여 파형을 확인했습니다. 이 사이리스터는 각각 120° 위상동안 on 되어 출력파형을 출력합니다. 3상 전파 정류회로의 <>의 는 선간 전압을 기본으로 하였기 때문에 기존 에 배를 하여 계산하여, 이론값과 실제값이 차이없음을 확인하였습니다.
출력전압의 이론값과 평균값을 비교해보면,
이론값
결과값
445.35 [V]
위와 같이 거의 같음을 확인할 수 있습니다.
3. 참고문헌
노의철 외 2명, 『전력전자공학 3판』, 문선당, 2011, pp. 104-114.

키워드

홍익,   홍대,   전자전기,   실험5,   삼상 위상제어,   정류기,   schematic 및 설정,   삼상 위상제어 정류기