스위칭 상태를 고려한 추정 전류 기반 단상 CHMC의 스위치 개방성 고장 진단 기법

초록

본 논문은 스위칭 상태를 고려한 추정 전류 기반 단상 Cascaded H-bridge Multilevel Converter (CHMC)의 스위치 개방성 고장 진단 기법을 제안한다. 추정 전류를 이용한 개방성 고장 진단 기법은 실제 전류와 추정 전류의 오차를 이용하며, 고장 스위치 위치에 오차를 분류함으로써 고장 위치를 구별한다. 그러나 제어 주기 내에서 스위칭 상태가 변동되는 경우 이전 제어 주기의 스위칭 상태를 정확히 반영할 수 없기 때문에 오차뿐만 아니라 고장 스위치 위치 구별이 부정확해진다. 제안하는 기법은 이전 제어 주기 내에서의 스위칭 평균값을 도출해 계통 전류를 추정한다. 따라서, 제안하는 기법 적용 시 정확한 전류 추정이 가능하여 고장 진단의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 빠른 고장 판단이 가능하다. 제안하는 기법은 실제 전류와 추정 전류의 오차, 계통 전류의 방향을 고려하여 고장을 판단한 후 오차의 크기, 스위칭 평균값, DC link 전압을 기반으로 고장 스위치의 위치를 판별한다. 본 논문의 타당성은 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증한다.