[회로이론]단상 인버터를 이용한 3상 인버터 회로

소개

단상 인버터를 이용한 3상 인버터 회로를 꾸미는 것으로써
Psim을 이용한 기본적인 제작과정을 통해 단상인버터를 이해하고
그것을 으용하여 3상 인버터 회로를 꾸미는데 좋은 과정등이 소개되어 있다
더불어 고조파 실험까지 있으므로 레포트 작성에 도움이 될것이다.

목차

1. Lab-Volt를 이용한 유도전동기 회로도

2. 소자 목록표

3. 단상인버터를 이용한 3상 인버터 회로도

4. 출력 부하에 R-L-C 구성

5. 3상 브리지 인버터 비교

6. 고조파 해석과 THD 측정

7. 결과 및 고찰

본문내용

개요:
1.전기기기응용실험에서 사용된 3상 인버터를 이용한 전동기 구동(LAB-VOLT 장비 이용)에서 사용된 인버터의 역할과 구동 방법을 알아보자.

2.유도전동기를 구동시키기 위해서 사용된 기본적인 3상 브리지 인버터를 단상 인버터를 이용하여 회로를 구성해보고 같은 결과 값을 도출해보고 차이점을 살펴보자.

3. 단상 인버터로 구성된 3상 인버터의 출력 전류 값을 (R-L-C) 구성 조합으로 좀 더 sine파에 가까운 곡선으로 만들어 보고 그때의 고조파 해석과 THD 값을 측정해보자.

1. Lab-Volt를 이용한 유도전동기 회로도

일반적으로 최근에 전기기기는 전력전자와 마이크로프로세서를 이용하여 기존보다 쉽게 동작하고 제어할 수 있게 서로 밀접한 관계를 갖고 있다.
109호 실험실에 있는 3상 인버터를 통한 유도전동기의 인버터 부분을 해석해보자.
위의 회로도는 Lab-Volt 실험 기구의 간단한 회로도이다.
3상의 교류전압을 인가하여 다이오드를 교류를 직류로 정류한다. 그 정류된 직류를 이용하여 3상 인버터에 전원이 공급되며 직류신호를 받은 3강 인버터는 특성에 맞게 필요한 교류신호로 내보내서 유도 전동기가 작동하는 원리이다.
이때 기기에 달려있는 위상차를 조작하면 쉽게 파형을 조작 할 수 있으며 그것을 이용하여 전동기에 들어갈 1차측 전압을 제어 할 수 있다. 따라서 위상차로서 쉽게 전동기의 속도를 제어할 수 있는 편리한 실험기구세트이다.

이 회로 역시 인버터 부분에는 3상 브리지 인버터를 사용하여 구동하였지만 수업시간에 배운 간단한 단상 전브리지 3개를 이용하여 같은 동작을 할 수 있게 구현해 볼 것이다.

위와 같이 단상인버터를 병렬로 결선하여 3상 인버터를 구성할 수 있다. 단상 인버터의 게이트 신호는 3상 평형 전압을 얻기 위해 각각 120°앞서거나 지연되어야 한다.
변압기 2차측 권선은 Y와 델타 결선이 되는 반면 1차측은 서로 분리되어야 한다. 변압기 2차측은 출력전압에 나타나는 3배수 고조파(n=3, 6, 9...)를 제거하기 위해 일반 적으로 Y 결선을 한다.(아래에서 고조파 측정시 확인 할 수 있다.)
회로 배열은 세 개의 단상변압기, 12개의 트랜지스터 및 12개의 다이오드(이번실험에서는 IGBT를 사용하므로 IGBT 12개만 사용되었다)를 필요하게 되고 단상 인버터 출력전압의 크기와 위상이 완전하게 평형이 되지 않으면 , 3상 출력전압은 불평형이 될 것이다.
다음장의 전체 회로도를 살펴보자.

참고자료

· 전력전자 전자회로 공학책 다수..