Phase-shifted PWM을 적용한 단상 Cascaded H-bridge Multilevel Inverter의 고장진단 방법

초록

철도차량용 추진 시스템에 사용되는 반도체 변압기(Solid-State-Transformer)에는 중·고전력시스템에 사용되는 CHMI (Cascaded H-bridge Multilevel Inverter)가 사용될 수 있다. CHMI를 구성하는 스위치에 개방성 고장이 발생하면 역병렬 다이오드를 통해 전류 경로가 형성되며 출력 전류에 왜곡이 발생한다. LS (Level-Shifted) PWM 방법을 기반으로 한 CHMI에서는 전류 왜곡이 발생한 출력 레벨에 따라 고장 스위치의 위치를 판별할 수 있지만, PS (Phase-Shifted) PWM 방법을 기반으로 한 CHMI에서는 동일 방법을 적용할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 영전압 벡터를 인가하여 고장 스위치를 검출하는 PS PWM 기반 CHMI의 고장진단 기법인 ZVOF (Zero Vector Based Open Fault)를 제안한다. 제안하는 기법의 타당성은 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증한다.