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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 원충연
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 성균관대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2014
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본 논문에서는 FCEV 구동용 DC-link 최적제어가 가능한 DC-DC 컨버터 설계 및 제어 방식을 제안하였다. 제안하는 컨버터는 FCEV용 DC-DC 컨버터로써 DC-link 가변제어가 가능한 컨버터이다.
FCEV는 화학 에너지를 전기에너지로 변환 시키는 연료전지를 주전원으로 사용하여 차량 구동용 전동기에 필요한 에너지를 연료전지로 공급받게 된다. 연료전지는 저전압, 고전류 특성을 가지고 있어 순시토크제어가 필요한 FCEV 구동을 위한 시스템에서는 DC-DC 컨버터를 통해 전동기 구동 시 요구되는 전압을 출력한다. 제안하는 컨버터는 FCEV용 DC-DC 컨버터로써 주전원을 배터리와 연료전지의 유기적인 출력 제어가 가능한 형태이다. 제안하는 컨버터는 전동기의 역기전력에 따라 DC-link 전압의 가변제어가 가능하다. 높은 DC-link 전압을 요구하지 않는 전동기의 저속, 저토크 영역에서는 필요한 만큼의 DC-link 전압을 출력하게 되고, 전동기의 고속, 고토크 영역에서는 속도가 증가함에 따라 DC-link 전압을 높여주는 형태의 제어가 가능하다. 이러한 제어 방식으로 인버터의 왜곡된 출력을 줄일 수 있고, 전체 출력전류의 리플을 줄일 수 있어 그만큼의 손실을 줄일 수 있다.
논문의 당위성을 검토하기 위해 시뮬레이션 결과와 실험 결과로 타당성을 검증하였으며, 결과를 통해 FCEV 시스템 연구 분야에 적용할 수 있음을 확인하였다.
FCEV는 화학 에너지를 전기에너지로 변환 시키는 연료전지를 주전원으로 사용하여 차량 구동용 전동기에 필요한 에너지를 연료전지로 공급받게 된다. 연료전지는 저전압, 고전류 특성을 가지고 있어 순시토크제어가 필요한 FCEV 구동을 위한 시스템에서는 DC-DC 컨버터를 통해 전동기 구동 시 요구되는 전압을 출력한다. 제안하는 컨버터는 FCEV용 DC-DC 컨버터로써 주전원을 배터리와 연료전지의 유기적인 출력 제어가 가능한 형태이다. 제안하는 컨버터는 전동기의 역기전력에 따라 DC-link 전압의 가변제어가 가능하다. 높은 DC-link 전압을 요구하지 않는 전동기의 저속, 저토크 영역에서는 필요한 만큼의 DC-link 전압을 출력하게 되고, 전동기의 고속, 고토크 영역에서는 속도가 증가함에 따라 DC-link 전압을 높여주는 형태의 제어가 가능하다. 이러한 제어 방식으로 인버터의 왜곡된 출력을 줄일 수 있고, 전체 출력전류의 리플을 줄일 수 있어 그만큼의 손실을 줄일 수 있다.
논문의 당위성을 검토하기 위해 시뮬레이션 결과와 실험 결과로 타당성을 검증하였으며, 결과를 통해 FCEV 시스템 연구 분야에 적용할 수 있음을 확인하였다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 필요성 11.2 연구 내용 및 논문 구성 7제 2 장 연료전지 자동차용 전력변환장치 82.1 연료전지 자동차의 시스템 구성 82.2 기존의 연료전지 자동차용 양방향 DC-DC 컨버터 9제 3 장 연료전지 자동차 구동용 IPMSM의 모델링 및 벡터제어 133.1 영구자석 동기전동기의 구조 및 특성 133.2 매입형 영구자석 동기전동기의 등가 모델 153.3 영구자석 동기전동기의 변환 193.4 영구자석 동기전동기의 벡터도와 토크식 233.5 공간벡터전압변조 273.6 영구자석 동기전동기의 운전영역 36제 4 장 제안된 양방향 DC-DC 컨버터 404.1 제안된 양방향 DC-DC 컨버터 모드분석 404.2 제안된 양방향 DC-DC 컨버터 제어 알고리즘 514.3 제안된 연료전지 자동차 구동 시스템의 리플저감 분석 524.4 제안된 양방향 DC-DC 컨버터 설계 57제 5장 시뮬레이션 결과 605.1 제안된 양방향 DC-DC 컨버터 605.2 시뮬레이션 결과 63제 6장 실험 결과 676.1 제안된 양방향 DC-DC 컨버터의 제어 676.2 실험 결과 파형 80제 7 장 결 론 89참고 문헌 90ABSTRACT 75
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