기존 유입식 변압기를 대체하는 전력반도체 기반 고전력밀도 반도체 변압기 개발
에 관한 연구 수행
- 변압기 시스템을 경량화·소형화 할 수 있으며, 전력전자 기반 제어를 통해 고조파
보상, 무효 전력 보상 등의 능동적 운전이 가능하게 하는 차세대 기술
- 고전압직류배전, 철도차량, 전기차(EV) 급속충전소 등의 다양한 시스템에 적용 가능
• 철도차량용 반도체 변압기 개발 과제를 수행, 자체 축소형 모델 제작 후 테스트
- 멀티레벨 AC/DC 컨버터 및 절연형 DC/DC 컨버터의 하드웨어 설계·제작
- Digital Signal Processor (DSP) 기반 Master-slave 형 제어 보드 제작 및 보드
간 CAN 통신 라인 구축
- Cascaded H-bridge Multilevel (CHMI)의 계통 연계 제어 기술 개발
- Dual-active bridge (DAB) 컨버터의 전압 및 전류 제어 기술 개발
- 위상 천이 PWM 구현, PWM 지연 보상, 데드타임 보상, 고조파 제어와 같이 시스
템 제어에 필요한 다수의 기술 보유

• 기존 전력변환 3레벨 컨버터 토폴로지를 구성하는 스위칭 장치 (IGBT, MOSFET)
일부를 다이오드로 대체한 단방향 전력변환 컨버터이며, 단위 역률 컨버터 (PFC)
동작에 최적화
• 전체 시스템의 소형화, 경량화 및 단가절감에 이점이 있으며, 전력전자 기반 알고
리즘 제어를 통해 중성점 전압 불평형 개선, 스위칭 손실 저감 등 효율 개선이 가
능한 컨버터 토폴로지
• 전력 품질 개선, 고효율 달성을 위한 전원 공급 장치로서 철도차량 내 차량용 냉
방장치(HVAC 시스템) 및 철도 차량용 공기압축기 기동장치(CMSB)에 적용
• EV 차량용 급속 충전기의 입력단 단위 역률 전력 변환 장치(PFC) 적용을 위한
연구/개발
• 하드 스위칭을 제거하여 차량용 충전기에서의 전력 손실 저감을 모의하기 위해
불연속전류모드(DCM)를 이용한 스위칭 기법을 비엔나 정류기와 접목시키는 제어
기법의 연구/개발

3-level Hybrid Active Neutral Point Clamped (ANPC) 인버터를 적용한 ESS 개발
• DC/AC 양방향 인버터를 사용하여 충전 및 방전 시 효율적인 전환을 필요로 하는
에너지 저장 장치 (Energy Storage System, ESS)에 적용
• 불평형 계통 보상을 위한 무효전력보상장치 (Static Synchronous Compensator,
STATCOM) 역할을 수행하는 Hybrid ESS 개발
• 실제 계통 전원을 모의하여 계통 임피던스를 고려한 시스템 제어 개발
• ESS의 배터리 수명 연장을 위한 배터리 입력전류 제어 수행 및 계통 불평형 보상
최대화를 위한 제어 수행 및 개발
• 데드타임 보상, 유무효 전력 제어, 정상분·역상분 전류 제어기 등 다수 기술 보유

• 도시철도차량용 IPMSM의 센서리스 제어 알고리즘 개발에 관한 연구 수행
- 위치 센서(레졸버, 엔코더) 없이 모터의 속도를 제어하는 차세대 모터 제어 기술
- 시스템 부피를 저감, 유지 보수 비용 절감, 모터 드라이브의 신뢰성을 향상 가능
• 신호 주입 및 역기전력 관측을 통해 위치 센서 없이 전속도 영역에서의 IPMSM
제어의 신뢰성 확보 연구 수행
• IPMSM의 센서리스 제어 시 초기 구동을 위해 극성 판별을 이용한 초기 위치각
추정 알고리즘 개발
• 위치 센서(레졸버) 고장 시 센서리스 제어로의 비상 운전 모드 절환 시퀀스 개발
• 철도차량의 낮은 스위칭 주파수 조건에서 스위칭 손실을 저감하면서도 넓은 속도
영역에서의 제어가 가능한 다수의 센서리스 기술 보유

• 대용량 IPMSM-인버터 구동 알고리즘의 고효율 운영 방안에 관한 연구 수행
• 동기 PWM 적용을 통해 인버터 출력전압 불평형 문제 해결
• 펄스 넘버 전환 동기 PWM을 적용하여 IPMSM 제어 시 인버터 스위칭 손실 저감
• 시지연 및 펄스 넘버 전환 시점을 보상하여 펄스 넘버 전환 시점의 출력전류
excursion 문제 해결
• 전류 크기에 따른 고정자 인덕턴스 변동을 고려하기 위해 자속-토크 Look-up
Table (LUT)을 이용한 IPMSM MTPA 제어 및 약자속 제어 수행
• 파라미터 변동이 고려된 정확한 MTPA 제어 수행 및 약자속 제어 동특성 향상
• 자체 축소형 다이나모 제작 후 자속-토크 LUT 제작 및 테스트 진행
• 실험을 통해 LUT 제작 대상 전동기의 데이터 추출 및 보간을 이용한 LUT 제작

• 2개의 2-level 인버터로 구성된 전력변환장치로, 손실 저감을 통한 듀얼 인버터의
고효율화에 관한 연구 수행
- 2-level 인버터보다 최대 2배의 전압을 출력하며 전류의 크기가 감소함에 따라
전동기 동손에 의한 손실 저감 가능
- 3-level 인버터와 동일한 특성의 전압/전류 고조파 보유
• 축소용 OEW-PMSM을 구동하기 위한 실험용 세트 제작 및 효율 향상을 위한
PWM 알고리즘 연구
- 듀얼 인버터의 하드웨어 설계·제작
- DSP를 활용한 제어 보드와 Gate Driver Unit (GDU) 제작 및 소프트웨어 설계·코딩
- 전원 구성과 각 인버터 연결에 따른 토폴로지별 제어 기술 개발
- Discontinuous PWM 기반 스위칭 손실 저감 알고리즘 및 효율 개선 기술 개발