| 1 |
1
캐스케이디드 H-브릿지(cascaded H-Bridge; CHB)를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 이산 시간 영역(discrete time domain)에서 동작시키는 모델 예측 제어(model predictive control; MPC) 방법에 있어서,상기 CHB의 부하(load), 상기 CHB의 부하의 3상의 전류 및 전압으로부터 변환된 2상의 부하전류벡터(i(k)) 및 부하전압벡터(v(k))에 기초하여, 다음 스텝의 부하전류벡터(i(k+1))를 산출하는 단계;상기 i(k)가 추종하는 레퍼런스인 참조전류벡터(i*(k)), 상기 산출된 i(k+1) 및 상기 CHB의 부하에 기초하여, 다음 스텝의 참조전압벡터(v*(k+1))를 산출하는 단계;상기 인버터에 의해 생성되는 복수의 전압벡터 중에서, 소정 기준에 의해 상기 v*(k+1)에 인접하는 복수의 후보전압벡터를 선별하는 단계; 및상기 복수의 후보전압벡터 중에서, 상기 v*(k+1)와 상기 복수의 후보전압벡터 각각의 전압을 이용하여 다음 스텝의 부하전압벡터(v(k+1))를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 2 |
2
제1항에 있어서,상기 2상의 부하전류벡터 및 부하전압벡터는상기 3상의 전류 및 전압 각각을 알파베타 변환(alpha-beta transform)하여 생성되는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 3 |
3
제2항에 있어서,상기 복수의 전압벡터가 전압벡터를 구성하는 Vα와 Vβ에 대하여, 상기 Vα에 대응되는 제1 축과 상기 Vβ에 대응되는 제2 축으로 구성된 αβ 평면 상에서, 상기 인버터의 레벨에 비례하는 크기의 정육면체의 경계 및 내부에 소정의 간격으로 위치할 때,상기 복수의 후보전압벡터는상기 복수의 전압벡터 중에서 인접한 전압벡터 간을 연결하였을 때, 상기 v*(k+1)을 포함하는 최소의 삼각형을 구성하는 꼭지점에 대응되는 3개의 전압벡터이고, 상기 복수의 전압벡터는 상기 인버터에 의해 생성되는 복수의 부하전압벡터(v(k))인 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 4 |
4
제3항에 있어서,상기 정육면체를 상기 정육면체의 중심을 꼭지점으로 공유하는 6개의 정삼각형으로 분할하고, 상기 6개의 정삼각형을 제1 영역 내지 제6 영역으로 구분할 때,상기 v*(k+1)는상기 제2 영역 내지 상기 제6 영역에 위치하면, 상기 제1 영역에 위치하도록 상기 αβ 평면의 원점을 기준으로 회전되는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 5 |
5
제1항에 있어서,상기 CHB의 부하가 저항성분과 인덕터성분을 포함할 때, 상기 다음 스텝의 부하전류벡터(i(k+1))를 산출하는 단계는상기 저항성분과 상기 인덕터성분을 이용하여, 연속 시간 영역(t)에서의 부하전류벡터 i(t)와 부하전압벡터 v(t)의 제1 관계식을 도출하는 단계;상기 제1 관계식에 포함된 상기 부하전류벡터의 미분성분을 상기 i(k), 상기 i(k+1) 및 샘플링시간(Ts)으로 근사하여, 상기 제1 관계식을 상기 이산 시간 영역(k)에서의 제2 관계식으로 변경하는 단계; 및상기 제2 관계식, 상기 저항성분, 상기 인덕터성분, 상기 i(k), 상기 v(k) 및 상기 ts를 이용하여, 상기 i(k+1)을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 6 |
6
제5항에 있어서,상기 i(k+1)은 수학식 1에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 7 |
7
제1항에 있어서,상기 다음 스텝의 참조전압벡터(v*(k+1))를 산출하는 단계는라그랑주 외삽법(Lagrange extrapolation)을 이용하여, 상기 i*(k), i*(k-1) 및 i*(k-2)로부터 i*(k+1) 및 i*(k+2)를 순차적으로 산출하는 단계; 및상기 CHB의 부하의 저항성분(R), 상기 CHB의 부하의 인덕터성분(L), 상기 i*(k+2), 상기 i(k+1) 및 샘플링시간(Ts)에 기초하여, 상기 v*(k+1)을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 8 |
8
제1항에 있어서,상기 다음 스텝의 부하전압벡터(v(k+1))를 결정하는 단계는상기 복수의 후보전압벡터 중에서, 상기 v*(k+1)와의 차이를 나타내는 비용함수의 값이 가장 작아지도록 하는 전압벡터를 상기 v(k+1)으로 결정하는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 9 |
9
제8항에 있어서,상기 비용함수는수학식 2에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 방법
|
| 10 |
10
캐스케이디드 H-브릿지(CHB)를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 이산 시간 영역에서 동작시키는 모델 예측 제어 장치에 있어서,상기 CHB의 부하, 상기 CHB의 부하의 3상의 전류 및 전압으로부터 변환된 2상의 부하전류벡터(i(k)) 및 부하전압벡터(v(k))에 기초하여, 다음 스텝의 부하전류벡터(i(k+1))를 산출하고, 상기 i(k)가 추종하는 레퍼런스인 참조전류벡터(i*(k)), 상기 산출된 i(k+1) 및 상기 CHB의 부하에 기초하여, 다음 스텝의 참조전압벡터(v*(k+1))를 산출하는 산출부;상기 인버터에 의해 생성되는 복수의 전압벡터 중에서, 소정 기준에 의해 상기 v*(k+1)에 인접하는 복수의 후보전압벡터를 선별하는 선별부; 및상기 복수의 후보전압벡터 중에서, 상기 v*(k+1)와 상기 복수의 후보전압벡터 각각의 전압을 이용하여 다음 스텝의 부하전압벡터(v(k+1))를 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 캐스케이디드 H-브릿지를 이용한 3상 멀티레벨 인버터를 동작시키는 모델 예측 제어 장치
|
