철도차량 반도체변압기용 멀티레벨 인버터의 스위치 개방 고장 진단 방법

초록

본 논문에서는 철도차량 반도체변압기용 멀티레벨 인버터의 스위치 개방 고장 진단 방법을 제안한다. 철도차량 반도체변압기의 AC/DC에는 25kV 고전압을 분압하기 위해 Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터가 사용되고, 스위치 개방 고장 시 가선 전류 극성과 고장 스위치 위치에 따라 반 주기만 전류가 흐르게 되어 직류단 전압에 가선 주파수에 해당하는 전압 맥동이 발생한다. 본 본문에서는 개방 스위치 고장 시 발생하는 전압 맥동을 분석하고 이를 통해 스위치의 개방 고장을 진단한다. 또한, H-bridge들 간의 전압 차이를 통해 고장 스위치의 위치를 판별한다. 제안하는 방법은 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증한다.