계통 연계 기능을 갖는 연료전지 철도차량 보조전원장치의 삼중 루프 전류 제어기 설계

Q: 이 논문에서 정의한 삼중 루프 전류 제어기란 무엇인가?

삼중 루프 전류 제어기는 철도차량 보조전원장치의 계통 연계 및 단독 운전 모드에서 모두 적용 가능한 제어 방식이다. 이는 외부 계통 전류 제어기, 내부 커패시터 전압 제어기, 그리고 내부 인덕터 전류 제어기로 구성되며, 낮은 PWM 주파수 환경에서 제어기 대역폭 간섭 문제를 해결하며 안정적인 전력 제어를 목표로 한다.

Q: 낮은 PWM 주파수 환경에서 삼중 루프 제어기의 대역폭 간섭 문제는 어떻게 해결하는가?

본 논문에서는 낮은 PWM 주파수 환경에서 삼중 루프 제어기의 대역폭 간섭 문제를 해결하기 위해 이중 샘플링 기법을 적용하여 내부 전류 제어기의 대역폭을 확보한다. 또한, 내부 전압 제어기 설계 시 개루프 응답 보드선도를 통해 충분한 위상 여유를 확보하며, 외부 전류 제어기는 상용 주파수 간섭을 피하도록 낮은 대역폭으로 선정한다.

권일섭; 백승우; 김학원; 조관열

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자료유형: 학술저널

저자정보: 권일섭 (위니아딤채) 백승우 (한국교통대) 김학원 (한국교통대) 조관열 (한국교통대)

저널정보: 전력전자학회 전력전자학회논문지 전력전자학회 논문지 제25권 제4호

발행연도: 2020.8

수록면: 293 - 302 (10page)

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This study proposes a triple-loop current control method for the auxiliary power unit of fuel cell trains. The auxiliary power unit of fuel cell trains has a grid-connected function when power is supplied to the utility grid. Moreover, the auxiliary power unit of trains has a 1500 V DC link voltage; thus, PWM frequency cannot be increased to a high frequency. Owing to this low PWM frequency condition, creating a triple-loop design is difficult. In this study, a triple-loop controller is developed for a capacitor voltage controller in standalone mode that operates as an auxiliary power supply for trains and for a grid current controller in grid control mode with an inner capacitor voltage controller. The voltage controller employs an inductor current controller inner loop. To overcome low PWM frequency, a design method for the bandwidth of the capacitor voltage controller considering the bandwidth of the inner inductor current controller is described. The effectiveness of the proposed method is proven using PSIM simulation.

#Grid connected inverter #Tripple loop current control #Fuel cell

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UCI(KEPA) : I410-ECN-0101-2020-560-001078438

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