수소연료전지기관차를 구동하기 위한 유도전동기 제어 방법

초록

본 논문은 수소연료전지기관차 구동을 위해 3-level Hybrid ANPC 인버터를 이용한 유도전동기 제어방법을 제안한다. 수소연료전지기관차는 선형변조영역 내의 저속구간과 6-step 영역의 고속구간으로 나눠지며 영역에 따라 다른 제어 방법이 요구된다. 제안하는 방법에서는 저속구간에서는 출력전압의 크기와 위상을 순시적으로 제어하는 벡터제어를 적용하여 유도전동기의 정토크영역을 구현한다. 고속구간에서는 직류단 전압에 의해 출력전압의 크기가 결정되므로 V/F 일정 제어와 슬립각속도제어를 이용하여 정출력영역을 구현한다. 또한 과변조 영역에서 발생하는 출력전압의 불평형을 방지하기 위한 동기 PWM을 적용한다. 본 논문의 타당성은 시뮬레이션을 통해 검증한다.