레벨 전환을 이용한 3레벨 T타입 인버터 동작 방법(3-LEVEL T-TYPE INVERTER OPERATION METHOD USING LEVEL CHANGE)

출원번호 : 10-2017-0029863 (2017년03월09일)

등록번호 : 10-1983591 (2019년05월23일)

특허권자 : 한경대학교 산학협력단

요약 :

본 발명은 2레벨 전압 소스 컨버터의 회로 구성과 3레벨 T타입 전압 소스 컨버터의 회로 구성을 내포한 3레벨 T타입 인버터를 동작시키는 3레벨 T타입 인버터 동작 방법에 관한 것으로, (a) 상기 3레벨 T타입 인버터의 동작 주기마다 각 상에서의 출력 전압(V_xn), DC 링크 전압(V_dc), 및 인덕터 전류(i_xL)를 측정하는 단계; (b) 상기 단계에서 측정된 파라미터를 이용하여 상기 2레벨 전압 소스 컨버터로 동작할 때의 스위칭 손실(P_xsw2) 및 전도 손실(P_xcon2)을 연산하고, 상기 3레벨 T타입 전압 소스 컨버터로 동작할 때의 스위칭 손실(P_xsw3) 및 전도 손실(P_xcon3)을 연산하는 단계; (c) 상기 동작 주기 각각에서 상기 2레벨 전압 소스 컨버터의 총 손실(P_x2)와 상기 3레벨 T타입 전압 소스 컨버터의 총 손실(P_x3)를 비교하는 단계; 및 (d) 상기 P_x3가 상기 P_x2 이상이면 상기 2레벨 전압 소스 컨버터로 동작시키며, 상기 P_x3가 상기 P_x2 미만이면 상기 3레벨 T타입 전압 소스 컨버터로 동작시키는 단계를 포함하는 레벨 전환을 이용한 3레벨 T타입 인버터 동작 방법을 제공한다.

수식(8)

수식(12)

여기서, P_x2는 2레벨 전압 소스 컨버터의 총 손실이고, P_xsw2는 2레벨 전압 소스 컨버터로 동작할 때의 스위칭 손실이고, P_xcon2는 2레벨 전압 소스 컨버터로 동작할 때의 전도 손실이고, P_x3은 3레벨 T타입 전압 소스 컨버터의 총 손실이고, P_xsw3은 3레벨 T타입 전압 소스 컨버터로 동작할 때의 스위칭 손실이고, P_xcon3은 3레벨 T타입 전압 소스 컨버터로 동작할 때의 스위칭 손실이다.

본 발명에 따르면, 스위칭 동작 주기 각각에서 3LT VSC로 동작할 때의 스위칭 손실 및 전도 손실과 2레벨 VSC로 동작할 때의 스위칭 손실 및 전도 손실을 연산하고, 연산 결과에 기반하여 양자의 총 손실을 비교하고, 비교 결과에 따라 3LT VSC와 2레벨 VSC 간에 동작 모드를 전환함으로써, 각각의 개별 동작과 대비하여 손실을 최소화하고 효율을 향상시킬 수 있으며, 각 토폴로지의 동작 분석을 토대로 연산 시간을 줄임으로써 빠른 레벨 전환을 가능하게 하는 효과가 있다.