다중펄스 드라이브에 의한 전기추진선박의 고조파 저감

Abstract

전기추진선박에서 해결해야 할 중요한 문제점의 하나는 전력변환시에 발생되는 전류 및 전압파형에 포함된 고조파 성분에 의한 손실과 토크리플이다. 이를 제거하기 위해서 많은 방식들이 연구되고 있으며 본 논문에서는 상천이 변압기를 갖는 다중펄스 드라이브를 사용하여 정류된 직류파형을 개선함으로서 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 성분을 감소시키는 방식을 사용하였다. 또한, 그 유효성을 입증하기 위해서 6펄스 및 12펄스 드라이브를 각각 전력변환장치로 사용하였으며 현재 대형 선박에서 사용중인 6000[kW]의 유도전동기를 추진전동기로 채택하여 시뮬레이션을 행하였다. 다중펄스 드라이브에 의한 고조파 저감은 발전기 출력측의 전류파형과 추진전동기 입력측의 전압 파형에 포함된 총고조파 왜형율을 평가하였으며 또한, 고조파에 의한 전동기측의 영향은 추진전동기의 토크리플을 측정하여 비교 분석하였다. The harmonic distortion level may be significant in electric propulsion systems, as the main loads usually are variable speed propulsion/thruster drives. Distortion of currents and supply voltage waveforms may lead to: Increased power dissipation(losses) in equipment connected to the network, such as generators, motors, transformers, cables, etc., from the harmonic currents, may cause overheating and deterioration of the insulation, and reduced life time of the equipment. In this paper introduced the canceling method of harmonic currents by a multipulse drive with phase shifting transformer. The simulation results indicated a good speed response to the middle speed range of electric propulsion motor. And also, THD(total harmonic distortion) and torque ripple could be reduced in comparing the 12-pulse drive with 6-pulse drive.