Ho-Hyun Kang, "3-레벨 Full SiC 인버터의 인덕터 코어 물질 별 LCL 필터 성능 평가" 아주대학교 공학박사 학위 논문, 2022. > Paper

본 논문은 3-레벨 NPC 인버터의 동작 방법, LCL 필터 설계 방법 및 인덕터 코어 물질에 따른 LCL 필터의 손실을 분석한다. 인버터 스위칭 시 스위칭 주파수 대역의 고조파 성분이 발생하게 되는데 계통 연계형 인버터의 고조파 성분은 IEEE-1547 규정인 5 % 이내를 만족해야 한다. 고조파는 기본주파수의 정수배가 되는 주파수를 말하는 것으로 인버터 출력 품질 평가의 중요한 척도가 된다. LCL 필터는 이를 만족시키기 위해 사용하는 일반적인 방법 중 하나인 필터 형태로 인덕터-커패시터-인덕터의 연결 구조를 가지며, 출력전압을 원하는 형태의 출력 전류로 필터링하는 일종의 주파수 통과 필터를 의미한다. 전력변환장치의 성능 및 전력 밀도 향상을 위해 LCL 필터의 제정수 설계가 중요하며 필터 제정수를 너무 크게 설계할 경우 출력 밀도가 하락할 수 있다. LCL 필터의 설계를 위한 연구는 많이 진행되었으나 SiC 소자를 적용하여 높은 주파수로 동작하는 계통 연계형 인버터에 대한 연구는 다소 미비한 실정이다. 산업현장에서는 보통 인버터측 L 필터 설계 법을 기준으로 L 필터 후단에 CL 필터를 추가하는 형태로 LCL 필터를 설계한다. 즉 인버터측 L과 계통측 L은 인버터측 인덕턴스를 기준으로 설계한다. SiC 소자 기반 전력변환장치를 위한 LCL 필터의 정확한 설계 기준 확립을 위해 본 논문에서는 산업 전반에 널리 사용되는 공간 벡터 전압변조방식 (space vector pulse-width modulation, SVPWM)을 적용한 3-레벨 SiC NPC 인버터를 위한 LCL 필터 최적 설계 방법 및 물성에 따른 손실 분석을 통하여 가장 적합한 인덕터 코어를 선정하기 위한 결과를 제공한다.