Multi-Level Converter Techology
기술의 개요
복수의 서브모듈을 포함하여 전력변환을 수행하는 모듈실 멀티 레벨 컨버터에 대한 기술
복수의 서브 모듈을 고주파 변압기를 포함하는 단일 전력 변환 구조의 양방향 DC-AC 컨버터로 구성하고, 그 춘력단을 직렬연경하여 멀티레벨의 PWM 전압을 출력하는 멀티 레벨 컨버터를 제공
복수의 서브 모듈로 구성되는 각 스트링을 3상 계통 또는 3상 모터에 연결하되, 3상에 각각 연결되는 스트링의 입력단을 연결하여 리플을 상쇄하는 멀티 레벨 컨버터를 제공
기존 기술의 문제점
종래의 모듈형 멀티 레벨 컨버터는 각각 전력 변환을 수행하는 복수의 서브 모듈을 포함하여 구성되는데, 각 서브 모듈은 절연을 위해 변압기를 필요로 함
종래의 서브 모듈을 DC-DC 절연 컨버터 및 DC-AC 인버터를 Cascade 연결된 2단 전력 변환 구조를 채택할 수 있는데, 이는 가격 및 크기 상승, 효율 감소, 신뢰성 감소의 문제점이 있음
고정 Duty 비의 위상 천이 제어가 아닌 가변 Duty 비를 갖는 PWM 제어 이므로 각 서브 모듈 간의 정밀한 전력 전달 제어가 어려움
기술의 차별성
연속된 복수의 서브 모듈을 자기적으로 결합시켜 리플 전력을 제거할 수 있음
고전압 멀티레벨 컨버터임에도 고전압 절연 회로를 사용하지 않고 저전압 전연 회로를 사용함
모듈에 전압을 일정하게 가할 수 있음
복수의 서브 모듈이 단일 전력 변환 구조이고, 서브모듈에 대용량 커패시터를 구비할 필요가 없어 각 서브 모듈에 포함되는 변압기가 고주파수 변압기로 구성되어 전체적인 크기 감소 및 가격 저감이 가능함
각 서브 도뮬을 고정 듀티로 위상 천이 제어하여 각 서브 모듈간의 정밀한 전력 전달 제어가 가능하므로, 전력 전달의 고신뢰성을 보장함
단일 임력 단일 출력 또는 다중 입력 단일 출력 등 여러 모드에서 적용 가능하고, 단방향 또는 양방향 전력 전달이 가능
활용 분야
신재생 에너지용 전력조절기
전기자동차
고전압 송전 배전 계통용 컨버터
전력변환장치
Current Sensor Technology using Carbon Nanotube Winding
기술의 개요
절연 외피가 없는 탄소나노튜브 권선으로 제작한 자계방식 전류센서 및 측정대상전류 도통전선을 탄소나노튜브 권선으로 제작한 전류센서에 대한 기술
1차측 또는 2차측 권선에 탄소나노튜브 권선을 적용함으로써, 측정대상전류 또는 유도 전류가 각각 도통될 시 온도 변화에 따른 저항값의 변화가 민감하지 않아 정밀도가 향상된 탄소나노튜브 권선으로 제작한 자계 방식 전류센서에 대한 기술
전력변환장치 내의 자화소자 (인덕터, 변압기)는 구리로 구성된 코일에 의해서 장치의 크기, 가격 및 전력변환 손실이 결정되는데, 구리 대신 탄소나노튜브를 이용하여 작은 크기로 전력 변환 손실을 감소 시키도록 제작될 수 있음
기존 기술의 문제점
구리에 비해 전기전도도, 무게, 생산 비용 면에서 장점이 있는 탄소나노튜브를 전선으로 사용하기 위해서는 절연을 위한 외피가 필요함
케이블 용으로 사용되는 기존 탄소나노튜브 전선은 절연외피 제작공정이 필수로 추가되어 생산비용의 증가를 초래함
절연외피에 의해 그 무게 및 크기가 증가함
기술의 차별성
탄소나로튜브의 경우 금속과 달리 일차원 도체여서 저항이 권선방향으로 작고 권선에 수직 방향으로는 크기 때문에, 탄소나노튜브 전선간 접촉 발생시에도 단락이 발생하지 않음
절연외피가 없는 탄소나노튜브 전선을 권선하거나 코일로 사용하는 자회소자는 구리, 알루미늄 등을 코일로 사용하는 전력변환 소자에 비해 크기, 무게 및 생산비용을 절감할 수 있음
특히 교류 신호에서도 저항값의 오차가 최소화될 수 있음
활용 분야
가전기기
전기자동차
고전압 송전 배전 계통용 컨버터
전력변환장치