전기추진선박의 토크 및 속도변화에 따른 전력변환장치의 고조파 분석 (Harmonic Analysis of Power Conversion System for Torque and Speed Changing of Electric Propulsion Ship)

서지정보

· 발행기관 : 해양환경안전학회
· 수록지 정보 : 해양환경안전학회지 / 17권 / 1호 / 83 ~ 88페이지
· 저자명 : 김종수, 김성환

초록

근래에 전기추진선박의 필요성이 대두되고 있으며 특수선박을 시작으로 건조가 증가되고 있는 실정이다. 하지만 선박은 운항 환경에 따라 추진기의 출력 토크 및 속도의 변동이 심하므로 전기추진시스템에 큰 영향을 미친다. 대표적으로 출․입항시, 정상상태의 대양 항해시, 황천 항해시에 선박 추진시스템의 토크 및 속도 변동이 짧지만 빈번하게 변동하게 되므로 전기추진시스템의 전력변환장치에서 전류 및 전압파형에 고조파가 크게 포함되어 발전기, 변압기, 컨버터, 인버터 및 추진전동기에 손실의 증가, 기기의 열화 및 토크 맥동 발생 등의 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 선박의 운항 환경에 따른 추진시스템의 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 함유율을 분석하였다. 분석 결과 저속 영역에서의 잦은 속도 및 부하 변동에 따라서 전동기에 공급되는 전류 및 전압 파형에 포함된 총 고조파 왜형율과 전동기의 토크 맥동이 증가됨을 확인할 수 있었다.

영어초록

There are various environmental conditions under which ship may navigate over ocean or in harbor. Ship's torque and speed change frequently under the voyage conditions. In this case, harmonics is created in the electrical power systems. The major adverse impacts of voltage and current harmonics in the electrical power systems on generator, transformer, converter, inverter and propulsion motor lead to the increase of machine heating caused by iron and copper losses which are dependent on frequency. In this paper, an analysis of THD(total harmonic distortion) for currents and voltages in the propulsion equipment was carried out. The THD and torque ripple in the input currents of the propulsion motor have been confirmed by the simulation results.

참고자료

· 없음