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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 고종선
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2017
2016
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일반적으로 대형 버스 및 트럭 등 같은 경우, 부하가 아주 크다. 또한 내리막길이나 장거리 운행 시에 잦은 제동을 할 경우 마찰을 이용한 기존 방식의 브레이크들은 브레이크 파열 및 페이드 현상 때문에 제동 안전성에 문제가 있다. 이러한 제동 부담을 분담하기 위해 현재 보조브레이크(리타더)가 필수적이며, 엔진 계통의 보조브레이크가 아닌 비접촉식 브레이크 같은 친환경 보조브레이크가 요구되고 있다. 그리고 차량 제동 시 발생하는 기계에너지를 전기에너지로 회생하여 에너지효율을 향상시키려는 연구가 현재 활발히 진행되고 있다.
본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더에서 발생되는 전기에너지를 회수하기 위한 전압 제어 방법을 다룰 것이다. 리타더의 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였고 리타더에서 발생하는 전압은 간략히 다상변압기로 구현할 수 있다. 하지만 좀 더 실제 리타더와 가깝게 재현하기 위하여 구동원리와 구조가 비슷한 자여자 유도발전기(Self-Excited Induction Generator)로 모델링을 제안하였고 이를 토대로 시뮬레이션 및 실험을 진행하였다. 그리고 리타더의 구동 조건에 대해서 언급하고 파라미터에 따른 구동조건을 3-D map으로 만들었다. 또 회로 중의 FET 게이트에 전압을 인가하는 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 듀티를 조절하여 전압을 제어하는 알고리즘을 제안하였다. 또 차량이 저속일 경우 높은 전압을 얻기 어렵지만 파라미터가 특수한 경우에는 전압 상승 제어가 가능한데 이는 시뮬레이션만을 통해 가능성을 보였다. 제어된 전압은 3상 AC/DC컨버터를 통해 변환 후 DC/DC컨버터를 통하여 차량 내부의 배터리에 충전된다. 안정적인 제어를 위해 3상 AC/DC에서의 전압 리플은 평활 커패시터와 MA(Moving Average) 방식의 필터를 사용하여 DC/DC컨버터의 입력 전압에 맞도록 제어하였다.
이와 같이 전자기형 리타더에서 유도되는 전압을 제어기의 제어 펄스에 따라 제어할 수 있으며 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다. 또 실제 M-G Set 실험을 통하여 이를 증명하였다.
본 논문에서는 와전류를 이용한 전자기형 리타더에서 발생되는 전기에너지를 회수하기 위한 전압 제어 방법을 다룰 것이다. 리타더의 제동에너지를 전기에너지로 회생하기 위해 L-C 공진회로로 구성하였고 리타더에서 발생하는 전압은 간략히 다상변압기로 구현할 수 있다. 하지만 좀 더 실제 리타더와 가깝게 재현하기 위하여 구동원리와 구조가 비슷한 자여자 유도발전기(Self-Excited Induction Generator)로 모델링을 제안하였고 이를 토대로 시뮬레이션 및 실험을 진행하였다. 그리고 리타더의 구동 조건에 대해서 언급하고 파라미터에 따른 구동조건을 3-D map으로 만들었다. 또 회로 중의 FET 게이트에 전압을 인가하는 제어장치의 구동펄스에 따라 바뀌는 공진회로의 전압을 분석하였으며, 이 전압을 제어하기 위하여 PI 제어기를 이용한 듀티를 조절하여 전압을 제어하는 알고리즘을 제안하였다. 또 차량이 저속일 경우 높은 전압을 얻기 어렵지만 파라미터가 특수한 경우에는 전압 상승 제어가 가능한데 이는 시뮬레이션만을 통해 가능성을 보였다. 제어된 전압은 3상 AC/DC컨버터를 통해 변환 후 DC/DC컨버터를 통하여 차량 내부의 배터리에 충전된다. 안정적인 제어를 위해 3상 AC/DC에서의 전압 리플은 평활 커패시터와 MA(Moving Average) 방식의 필터를 사용하여 DC/DC컨버터의 입력 전압에 맞도록 제어하였다.
이와 같이 전자기형 리타더에서 유도되는 전압을 제어기의 제어 펄스에 따라 제어할 수 있으며 Matlab Simulink를 이용하여 리타더의 모델과 그 제어기의 타당성을 보였다. 또 실제 M-G Set 실험을 통하여 이를 증명하였다.
목차
Ⅰ. 서 론 1Ⅱ. 리타더 모델링 31. 전자기형 리타더의 구조와 동작원리 32. 리타더의 수학적 모델링 63. 3D map을 이용한 리타더 구동 파라미터 설계 9Ⅲ. 리타더 시스템 및 제어기 131. 시스템 구성 132. 일반적인 전압 제어기 및 알고리즘 143. 특수한 경우의 저속 전압 상승 제어 알고리즘 17Ⅳ. 시뮬레이션 191. 일반적인 리타더 시뮬레이터 구성도 192. 일반적인 리타더 제어 시뮬레이션 결과 253. 특수한 경우의 저속 전압 상승 제어 시뮬레이션 결과 33Ⅴ. 실험 결과 및 고찰 421. 리타더 시스템 사양 및 회로도 422. 리타더 시스템의 제어보드 453. 리타더 시스템에서의 제어기 실험 결과 46Ⅵ. 결 론 50참고문헌 51영문요약 53
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