이종자극 여자기형 동기발전기를 위한 디지털 AVR 설계

Abstract

본 논문에서 이종자극 여자기형 동기발전기의 발전 방법과 이에 적합한 AVR의 설계에 대하여 논하였고 시험용으로 제작한 이종자극 여자기형 동기발전기에서 개발한 AVR을 연결하여 그 특성을 조사하였다. 이종자극 여자기형 동기발전기는 비상용 발전시스템에서 기존의 자여자식 동기발전기와 PMG형의 동기발전기를 충분히 대체할 수 있는 것으로 보여진다. 그리고 디지털 AVR은 기존 아날로그 AVR이나 단순 제어 AVR에 비해 디지털로 출력 전압의 제어가 가능하므로 더 세밀한 제어가 가능하다는 장점이 있다. 개발된 디지털 AVR은 그림 38과 39를 통하여 이종자극 여자기형 동기발전기에서는 기존의 AVR에 비해 더 좋은 성능을 나타내는 것을 볼 수 있다. 부하가 투입될 때의 언더슈트나 오버슈트가 기존 AVR을 이종자극 여자기형 동기 발전기에 연결 하였을 때 보다 더 적은 것을 그래프로 확인 할 수 있다. 이러한 점으로 미루어 볼 때 개발한 AVR은 이종자극 여자기형 동기발전기에서 적합한 성능을 나타낸다고 할 수 있다.

An engine generator whose prime mover is a combustion engine is utilized widely for emergency generator. A self-exciter type or a PMG type generator is used for emergency. They have some advantages and disadvantages. In this thesis an engine generator having an exciter with hetero poles. The exciter is different from that of a self excited type or a PMG type generator. An automatic voltage regulator(AVR) which is suitable for an engine generator having an exciter with hetero poles is designed and developed. In the designed AVR a DC-DC converter is adopted to supply current to exciter field winding. TMS320F28335 DSP chip from Texas Instruments company is used as an main processor of AVR for controlling the terminal voltage and the exciter current. Main function of AVR is generating PWM for controlling the terminal voltage and the exciter current. The designed AVR has two control loops an inner loop and outer loop. The inner loop controls the exciter current, and the outer loop controls the terminal voltage. And it also has soft start function. Two prototype engine generator, were built : 20[Kw], 3-phase 380[V] and 500[Kw] 380[V]. Control programs were written for two machines. Experimental results show that the designed AVR has improved performances : lowered overshoot and undershoot for load changes.