인버터 설명
1. 2-Level Inverter 기본 구조
원본에서는 DC Link 전압을 위·아래 두 개의 Switch로 선택하여 부하에 전압을 공급하는 2-Level Inverter의 한 Leg를 그린다.
+ DC Link
│
Switch
│
├────── Vp ──── Load
│
Switch
│
- DC Link
2. Upper Switch가 도통하는 경우
위쪽 Switch가 도통하면 Pole Voltage는 DC Link 중앙점을 기준으로 다음과 같이 기록되어 있다.
이때 부하전류를 io라 하면 순간전력은
로 판단한다.
3. Lower Switch가 도통하는 경우
아래쪽 Switch가 도통하면 Pole Voltage는
로 기록되어 있다.
따라서 전압의 부호와 전류의 부호에 따라 전력의 방향이 달라진다.
4. 유도성 부하와 Diode 전류
원본에서는 부하가 유도성인 경우 Switch 상태가 변경되어도 전류가 즉시 0이 되지 않는다고 기록한다.
이 경우 Switch와 병렬로 연결된 Diode를 통해 부하전류가 계속 흐를 수 있다.
5. 순간전력의 부호
원본에서는 Inverter와 부하 사이의 전력 방향을 다음 식으로 판단한다.
| 전력 부호 | 원본 표현 |
|---|---|
| p > 0 | 전력 공급 Mode · Powering Mode |
| p < 0 | 회생 Mode · Regeneration Mode |
6. Powering Mode
순간전력이 양수이면 원본에서는 Powering Mode로 기록한다.
DC Source
│
▼
Inverter
│
▼
Load
즉 Inverter에서 부하 방향으로 전력이 전달되는 경우이다.
7. Regeneration Mode
순간전력이 음수이면 회생 Mode로 기록한다.
Load
│
▼
Inverter
│
▼
DC Link
8. Switching Function
두 번째 이미지에서는 Switch 상태를 하나의 Switching Function S로 표현하여 Pole Voltage를 정리한다.
Pole Voltage는
로 기록되어 있다.
9. Switching Function과 Pole Voltage
| S | Vp |
|---|---|
| 1 | +Vdc / 2 |
| 0 | -Vdc / 2 |
10. 2-Level의 의미
Switching Function이 0 또는 1이므로 Pole Voltage는 두 값 중 하나가 된다.
11. 회생에너지 처리
두 번째 이미지에서는 Inverter가 회생 Mode로 동작하는 경우 되돌아오는 에너지를 처리해야 한다고 기록한다.
원본 예로 계통으로 회생하거나 Dynamic Braking Circuit을 사용하는 방법을 적는다.
Regenerated Energy
│
┌─────┴─────┐
▼ ▼
Grid Dynamic
Return Braking
12. Dynamic Braking
회생에너지를 계통으로 되돌릴 수 없는 경우 Dynamic Braking Circuit을 이용하여 에너지를 처리하는 방향으로 기록되어 있다.
원본에는 이를 인버터 회생 Mode의 에너지 처리방법으로 적는다.
13. 전체 동작 관계
DC Link Vdc
│
▼
2-Level Inverter
│
Switching S
│
┌─────────┴─────────┐
▼ ▼
S=1 S=0
│ │
▼ ▼
+Vdc/2 -Vdc/2
└─────────┬─────────┘
▼
Pole Vp
│
▼
Load Current io
│
▼
p = Vp·io
│
┌──────────┴──────────┐
▼ ▼
p > 0 p < 0
│ │
▼ ▼
Powering Mode Regeneration Mode
│
▼
Regenerative Energy
│
┌────────┴────────┐
▼ ▼
Grid Return Dynamic Braking
14. 이미지 핵심 정리
| 항목 | 원본 내용 |
|---|---|
| 구조 | 2-Level Inverter 한 Leg |
| Upper Switching | Vp = +Vdc/2 |
| Lower Switching | Vp = -Vdc/2 |
| Switching Function | S ∈ {0,1} |
| Pole Voltage | Vp = Vdc(S-1/2) |
| 순간전력 | p = Vp·io |
| p > 0 | Powering Mode |
| p < 0 | Regeneration Mode |
| 유도성 부하 | Switch 전환 시 병렬 Diode를 통한 전류경로 존재 |
| 회생에너지 | 계통 회생 또는 Dynamic Braking Circuit으로 처리 |