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플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터(FC-MMC); 및상기 FC-MMC의 고장 진단 및 암 밸런싱(arm-balancing)을 통한 고장허용 제어를 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 장치
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제 1항에 있어서, 상기 제어부는,암 밸런싱(arm-balancing)을 수행하는 암 밸런싱 제어기로 동작하며,고주파수 성분의 각주파수(), 전향 보상항(Feed Forward Term)(Ixh,fwd), 상부arm들의 서브모듈(SM) 커패시터 전압들의 평균(), 하부 arm들의 SM 커패시터 전압들의 평균(), 및 피드백 전류(ixh)의 입력을 바탕으로 지정된 연산을 통해 고주파수 전압 지령()을 출력하여 SM 전압 지령에 더하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 장치
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제 1항에 있어서, 상기 제어부는,상기 FC-MMC의 3개의 각 레그(leg)의 전류, iah, ibh,ich를 입력받고,상기 각 레그의 전류의 합의 절대값(|ixh_sum|)이 지정된 임계값() 이상인 상태가 적어도 지정된 시간(ΔT1)동안 유지될 경우, 상기 FC-MMC에 고장이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 장치
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제 3항에 있어서, 상기 제어부는,상기 FC-MMC에 고장이 발생한 경우, x= a, b, c인 측정 상전류(ix)와 j = 1, …, Na인 커패시터 전압들(vcj,xg)을 입력받고, 전류 오차의 한계값()이 |ix(k+1) - ix(k)| 이하인 상태가 미리 정해진 시간(ΔT2) 동안 지속되면, 상기 FC-MMC의 x상에서 고장이 발생한 것으로 진단하며,여기서 상기 ix(k+1)는 추정값이며 ix(k)는 측정값인 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 장치
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제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 FC-MMC의 고장은,IGBT(절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터) 개방회로 고장을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 장치
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제 1항에 있어서, 상기 제어부는,x상에서 고장이 발생한 후 임의의 SM 커패시터 전압이 한계 전압(Vth)을 초과하고 일정 시간(ΔTu) 동안 유지되고 있을 경우에 해당하는 고장 SM을 감지한 후,해당 고장 SM이 감지되면, 고장이 감지된 암(arm)의 고장 SM 및 상기 고장 SM에 대하여 지정된 정상 SM을 바이패스 하여 에너지 균형을 맞추는 고장허용 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 장치
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제 6항에 있어서, 상기 지정된 정상 SM은,상기 고장 SM이 있는 암의 반대측인 고장이 감지되지 않은 암의 지정된 정상 SM인 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 장치
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제어부가 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터(FC-MMC)의 고장을 진단하는 단계;상기 제어부가 상기 FC-MMC의 고장 진단 시 고장이 발생한 상을 진단하는 단계; 및상기 제어부가 상기 고장이 진단된 암(arm)의 고장 SM 및 상기 고장 SM에 대응하여 지정된 정상 SM을 바이패스 하여 에너지 균형을 맞추는 암 밸런싱(arm-balancing)을 통한 고장허용 제어를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 방법
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제 8항에 있어서, 상기 FC-MMC의 고장 진단을 위하여,상기 제어부는,상기 FC-MMC의 3개의 각 레그(leg)의 전류, iah, ibh,ich를 입력받고,상기 각 레그의 전류의 합의 절대값(|ixh_sum|)이 지정된 임계값() 이상인 상태가 적어도 지정된 시간(ΔT1)동안 유지될 경우, 상기 FC-MMC에 고장이 발생한 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 방법
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제 9항에 있어서, 상기 고장이 발생한 FC-MMC의 고장이 발생한 상을 진단하기 위하여,상기 제어부는,상기 FC-MMC에 고장이 발생한 경우, x= a, b, c인 측정 상전류(ix)와 j = 1, …, Na인 커패시터 전압들(vcj,xg)을 입력받고, 전류 오차의 한계값()이 |ix(k+1) - ix(k)| 이하인 상태가 미리 정해진 시간(ΔT2) 동안 지속되면, 상기 FC-MMC의 x상에서 고장이 발생한 것으로 진단하며,여기서 상기 ix(k+1)는 추정값이며 ix(k)는 측정값인 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 방법
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제 9항 도는 제 10항에 있어서, 상기 FC-MMC의 고장은,IGBT(절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터) 개방회로 고장을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 방법
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제 8항에 있어서, 상기 고장허용 제어를 수행하는 단계에서,상기 제어부는,x상에서 고장이 발생한 후 임의의 SM 커패시터 전압이 한계 전압(Vth)을 초과하고 일정 시간(ΔTu) 동안 유지되고 있을 경우에 해당하는 고장 SM을 감지한 후,해당 고장 SM이 감지되면, 고장이 감지된 암(arm)의 고장 SM 및 상기 고장 SM에 대하여 지정된 정상 SM을 바이패스 하여 에너지 균형을 맞추는 고장허용 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 방법
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제 12항에 있어서, 상기 지정된 정상 SM은,상기 고장 SM이 있는 암의 반대측인 고장이 감지되지 않은 암의 지정된 정상 SM인 것을 특징으로 하는 플라잉 커패시터 모듈러 멀티레벨 컨버터의 고장진단과 허용제어 방법
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