전동기 구동용 3-레벨 NPC 인버터 Back-to-Back 시스템의 제어 역할 분배 방법

초록

본 논문은 전동기 구동용 3-레벨 NPC 인버터 back-toback 시스템의 제어 역할 분배 방법을 제안한다. 3-레벨 인버터의 직류단은 전기적으로 분리되어 있기 때문에, 중성점 전압 균형 제어가 필수적이며, 중성점 전압 균형 제어는 중성점 전류 합성을 통해 수행된다. 또한, 3-레벨 인버터에서 인버터 비선형성의 영향이 2-레벨 인버터보다 더 크게 나타나기 때문에 전동기 제어 성능 저하 방지를 위해 인버터 비선형성 보상이 필요하다. 그러나 두 방법 모두 옵셋 전압을 사용하기 때문에 인버터 또는 컨버터에서 두 제어를 동시에 수행하는 것이 불가능하다. 본 논문은 직류단 중성점 전압 균형 제어 및 인버터 비선형성 보상을 고려하여 3-레벨 NPC 인버터 backto-back 시스템의 제어 역할 분배 방법을 제안한다. 제안된 방법을 통해, 인버터 출력의 크기가 작은 경우에도 제한적으로 중성점 전압 균형 제어를 수행할 수 있으며, 동시에 펄스 생략 문제 회피를 통한 전동기 제어 성능 향상이 가능하다. 제안된 방법을 검증하기 위해 실험이 수행되었으며, 검증 결과는 제안된 방법의 유효성을 검증한다.