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1
각 상별로 0전압 및 제1레벨 내지 제5레벨의 전압 중 어느 한 전압을 출력하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터에서, 서로 직렬로 연결되는 제1 내지 5커패시터를 포함하며, 양단이 직류 전원에 연결되는 DC링크 커패시터부; 및상기 DC링크 커패시터부에 위상별로 병렬로 연결되는 제1 내지 3레그;를 포함하며,상기 제1 내지 3레그 각각은,양단이 상기 제1커패시터와 연결되며, 서로 직렬로 연결되어 교대로 스위칭되는 제1-1스위치와 제1-2스위치를 포함하는 제1스위치부;양단이 상기 제3커패시터와 연결되며, 서로 직렬로 연결되어 교대로 스위칭되는 제3-1스위치와 제3-2스위치를 포함하는 제3스위치부;양단이 상기 제5커패시터와 연결되며, 서로 직렬로 연결되어 교대로 스위칭되는 제5-1스위치와 제5-2스위치를 포함하는 제5스위치부;일단이 상기 제1-1스위치와 상기 제1-2스위치 사이에 연결되는 제2-1스위치와 일단이 상기 제3-1스위치와 상기 제3-2스위치 사이에 연결되되, 상기 제2-1스위치와 교대로 스위칭되는 제2-2스위치를 포함하는 제2스위치부; 및상기 제2-2스위치와 직렬로 연결되는 제4-1스위치와, 일단이 상기 제5-1스위치와 상기 제5-2스위치 사이에 연결되되, 상기 제4-1스위치와 교대로 스위칭되는 제4-2스위치를 포함하는 제4스위치부;출력하고자 하는 전압에 따라 상기 제1 내지 5스위치부의 스위칭을 제어하는 제어기;를 포함하고,상기 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터의 출력단은 상기 제4-1스위치 또는 상기 제2-2스위치의 타단에 연결된 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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| 2 |
2
제1항에 있어서,상기 제어기는,상별 출력 전압 지령이 0일 때, 상기 제1-1스위치, 상기 제2-1스위치, 상기 제3-1스위치, 상기 제4-1스위치 및 상기 제5-1스위치를 오프로 제어하고, 상기 제1-2스위치, 상기 제2-2스위치, 상기 제3-2스위치, 상기 제4-2스위치 및 상기 제5-2스위치를 온으로 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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3
제1항에 있어서,상기 제어기는,상별 출력 전압 지령이 상기 제1레벨 범위일 때, 상기 제1-1스위치, 상기 제2-1스위치, 상기 제3-1스위치 및 상기 제4-1스위치를 오프로 제어하고, 상기 제1-2스위치, 상기 제2-2스위치, 상기 제3-2스위치 및 상기 제4-2스위치를 온으로 제어하며, 상기 제5-1스위치 및 상기 제5-2스위치를 소정 듀티비로 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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4
제1항에 있어서,상기 제어기는,상별 출력 전압 지령이 제2레벨 범위일 때, 상기 제1-1스위치, 상기 제2-1스위치, 상기 제3-1스위치 및 상기 제5-2스위치를 오프로 제어하고, 상기 제1-2스위치, 상기 제2-2스위치, 상기 제3-2스위치 및 상기 제5-1스위치를 온으로 제어하며, 상기 제4-1스위치 및 상기 제4-2스위치를 소정 듀티비로 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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5
제1항에 있어서,상기 제어기는,상별 출력 전압 지령이 제3레벨 범위일 때, 상기 제1-1스위치, 상기 제2-1스위치, 상기 제4-2스위치 및 상기 제5-2스위치를 오프로 제어하고, 상기 제1-2스위치, 상기 제2-2스위치, 상기 제4-1스위치 및 상기 제5-1스위치를 온으로 제어하며, 상기 제3-1스위치 및 상기 제3-2스위치를 소정 듀티비로 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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6
제1항에 있어서,상기 제어기는,상별 출력 전압 지령이 제4레벨 범위일 때, 상기 제1-1스위치, 상기 제3-2스위치, 상기 제4-2스위치 및 상기 제5-2스위치를 오프로 제어하고, 상기 제1-2스위치, 상기 제3-1스위치, 상기 제4-1스위치 및 상기 제5-1스위치를 온으로 제어하며, 상기 제2-1스위치 및 상기 제2-2스위치를 소정 듀티비로 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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7
제1항에 있어서,상기 제어기는,상별 출력 전압 지령이 제5레벨 범위일 때, 상기 제2-2스위치, 상기 제3-2스위치, 상기 제4-2스위치 및 상기 제5-2스위치를 오프로 제어하고, 상기 제2-1스위치, 상기 제3-1스위치, 상기 제4-1스위치 및 상기 제5-1스위치를 온으로 제어하며, 상기 제1-1스위치 및 상기 제1-2스위치를 소정 듀티비로 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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8
제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,각 상별 상기 제1 내지 5스위치부의 각각의 듀티비는, 정규화된 상별 출력 전압 지령인 의 범위에 따라 아래 수식을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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9
제1항에 있어서,상기 직류 전원과 상기 DC링크 커패시터부 사이에 위치해 상기 제1 내지 5커패시터의 전압을 밸런싱하는 전압 밸런싱부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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10
제9항에 있어서,상기 전압 밸런싱부는,상기 직류 전원과 상기 DC링크 커패시터부와 병렬로 연결되며, 서로 직렬로 연결되는 제6스위치;와 제7스위치;상기 제6스위치와 상기 제7스위치 사이에 위치해, 전류의 방향을 일측으로 제한하는 제1다이오드;일단이 상기 제6스위치와 상기 제1다이오드 사이에 연결되고, 타단이 상기 제1커패시터와 상기 제2커패시터 사이에 연결되는 제1인덕터;일단이 상기 제7스위치와 상기 제1다이오드 사이에 연결되고, 타단이 상기 제4커패시터와 상기 제5커패시터 사이에 연결되는 제2인덕터;일단이 상기 제1인덕터의 타단에 연결되는 제8스위치;일단이 상기 제2인덕터의 타단에 연결되고, 상기 제8스위치와 직렬로 연결되는 제9스위치;상기 제8스위치와 상기 제9스위치 사이에 위치하는 제2다이오드;일단이 상기 제8스위치와 상기 제2다이오드 사이에 연결되고, 타단이 상기 제2커패시터와 상기 제3커패시터 사이에 연결되는 제3인덕터; 및일단이 상기 제9스위치와 상기 제2다이오드 사이에 연결되고, 타단이 상기 제3커패시터와 상기 제4커패시터 사이에 연결되는 제4인덕터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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제10항에 있어서,상기 제어기는,상기 제3커패시터의 전압인 이 상기 직류 전원의 출력전압을 5로 나눈 보다 낮고, 상기 제3인덕터를 통해 흐르는 전류인 의 크기가 기준치인 이하이면 상기 제8스위치 및 상기 제9스위치를 온 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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12
제10항에 있어서,상기 제어기는,상기 제3커패시터의 전압인 이 상기 직류 전원의 출력전압을 5로 나눈 보다 크거나, 상기 제3인덕터를 통해 흐르는 전류인 의 크기가 기준치인 를 초과하면, 상기 제8스위치 및 상기 제9스위치를 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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13
제11항에 있어서,상기 제어기는,상기 에서 상기 를 뺀 값을 비례-적분 제어해, 상기 제8스위치 및 상기 제9스위치의 듀티비 를 출력하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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제10항에 있어서,상기 제어기는,상기 제2 내지 4커패시터의 전압의 합인 가 상기 직류 전원의 출력전압에 3/5를 곱한 보다 낮고, 상기 제1인덕터를 통해 흐르는 전류인 의 크기가 기준치인 이하이면 상기 제6스위치 및 상기 제7스위치를 온 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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제10항에 있어서,상기 제어기는,상기 제2 내지 4커패시터의 전압의 합인 가 상기 직류 전원의 출력전압에 3/5를 곱한 를 초과하거나, 상기 제1인덕터를 통해 흐르는 전류인 의 크기가 기준치인 를 초과하면 상기 제6스위치 및 상기 제7스위치를 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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제14항에 있어서,상기 제어기는,상기 에서 상기 를 뺀 값을 비례-적분 제어해, 상기 제6스위치 및 상기 제7스위치의 듀티비 를 출력하는 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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제1항에 있어서,상기 제1 내지 5커패시터 각각의 커패시턴스는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 6레벨 T-형 능동 중성점 클램핑 인버터
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