5kW급 계통연계형 단상 양방향 배터리 충전기의 해석 및 설계 :Design and analysis of 5kW grid connected single-phase bi-directional battery charger

안현성

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자료유형: 학위논문

저자정보: 안현성 (충남대학교, 忠南大學校大學院)

지도교수: 車翰周

발행연도: 2013

저작권: 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (6)

2013

계통연계형 단상 배터리 충전기의 리플 전류 저감기법 비교

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5kW급 계통연계형 단상 배터리 충전기의 구현 및 실험

안현성 , 이우종 , 문병호 외 4명 전력전자학회논문지 2013.02 학술저널

5kW급 계통연계형 단상 양방향 배터리 충전기의 해석 및 설계

안현성 전기공학과 2013.01 학위논문

2012

단상 배터리 충전기의 리플전류 저감방법 비교

안현성 , 이우종 , 차한주 대한전기학회 학술대회 논문집 2012.11 학술대회자료

5㎾급 계통연계형 단상 충전기의 구현 및 실험

안현성 , 이우종 , 차한주 전력전자학회 학술대회 논문집 2012.07 학술대회자료

5㎾급 계통연계형 단상 충전기 설계 및 구현

안현성 , 이우종 , 차한주 대한전기학회 학술대회 논문집 2012.04 학술대회자료

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This paper explains control methods of grid connected single-phase bi-directional battery charger. Charging mode is control by Constant Current - Constant Voltage method and discharging mode is controlled by active-reactive power control method. Current control method is based on the synchronous reference frame(SRF) PI controller. Feasibility of the proposed control methods is verified through experiment with a prototype of 5kW grid connected single-phase bi-directional battery charger.
Also, this paper discusses a battery ripple current effect on battery lifetime and second harmonic current generation in the single phase battery charger for residential use. L-C resonant circuit is added to reduce the second harmonic current component which flows into battery bank. The second harmonic component reduction method is analyzed with a simplified battery model and equivalent circuit of resonant circuit and charger circuit, and design rule is discussed. Performance of the reduction method is confirmed by mathematical analysis, simulation and experiment. Ratio of battery second harmonic to dc current is decreased to 2.9% from 32% by adding the proposed L-C resonant circuit.

제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 2
1.3 논문개요 4
제 2 장 배터리 이론 5
2.1 납축전지 특성 5
2.2 배터리 모델링 7
제 3 장 계통연계형 단상 양방향 배터리 충전기 9
3.1 단상 양방향 배터리 충전기 구성 9
3.2 배터리 충전기의 제어기법 10
3.2.1 위상추종기법(Phase LockedLoop) 10
3.2.1.1 가상 d-q동기좌표변환 10
3.2.1.2 SRF-PLL(동기좌표변환 PLL) 13
3.2.2 SRF-PI 전류제어기 15
3.2.3 충전모드 알고리즘 17
3.2.4 방전모드 알고리즘 22
3.3 배터리 충전 전류의 고조파 25
3.3.1 계통연계형 시스템의 고조파 발생 25
3.3.2 배터리 충전 전류의 고조파 저감기법 27
3.3.3 배터리 충전 전류의 고조파 저감기법 해석 28
제 4 장 단상 양방향 배터리 충전기의 하드웨어 설계 31
4.1 인덕터 설계 31
4.2 L-C 공진회로 설계 32
제 5 장 시뮬레이션 및 실험결과 33
5.1 시뮬레이션 결과 33
5.2 시작품 제작 및 하드웨어 구성 39
5.3 실험결과 43
5.3.1 배터리 충전-방전 성능 43
5.3.2 배터리 충전 전류 고조파 저감 45
제 6 장 결론 48
참고문헌 49
Abstract 52

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