축소차원 Luenberger 관측기를 이용한 3상 PWM 컨버터의 고역률 제어

초록

전력전자 분야에 있어서 전력변환장치가 보편화되고 있으며, 특히 AC/DC 변환기에 있어서 다이오드 정류기가 그 주종을 이루고 있다. 그러나 다이오드 변환기의 경우, 낮은 역률(Power Factor)에의한 고조파의 발생으로 인하여 계통전원의 왜곡과 EMI문제를 야기시키는 단점이 있어 이를 개선하는 방법으로 자기소호소자를 이용한 3상 PWM 컨버터가 사용되고 있다. 그러나 3상 PWM 컨버터는 전원전압과 동상의 입력전류를 얻기 위해서 전원전압의 위상을 검출하기 위한 전원전압센서와 전원전류센서 및 부하 변동에 대한 강인성을 확보하기 위한 DC링크전압센서를 필요로 하기 때문에 비용이 상승한다. 또한 센서는 각 양의 검출시 측정잡음의 영향으로 신뢰성의 저하가 우려된다 따라서, 본 논문에서는 축소차원 루엔버거(Luenberger) 관측기를 이용한 전원전압센서없는 3상 PWM 컨버터 시스템을 제안한다. 전원전압은 측정된 실제전류와 DC링크전압을 이용하여 축소차원 루엔버거 관측기로 추정되고, 관측기의 극은 극배치기법(Pole Placement)을 통하여 설정된다. 추정된 전원전압의 위상과 크기를 통하여 입력전원전류가 정현파를 지니면서, 입력 역률이 "1"이 되도록 하며 동시 무효전력을 최소화할 수 있도록 공간벡터변조방식을 채용한 PWM전류제어를 실시하므로서 성취된다.