전력전자응용 8차 report

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저차고조파의 발생원인 및 대책

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왜 전력전자에서 저차고조파가 중요한가?
최근 전력전자기술의 발전에 따라 Power Electronics를 이용한 기술이 다양화 되고, 그 응용 범위가 확대되어 FA 및, OA용, 정보통신용 전원으로 무정전 전원장치가 필수적으로 시설되고 있으며, 또한, 에너지를 위한 전동기 가변속 구동장치가 많이 채택되고 있다. 이러한 무정전 전원공급장치나 전동기 가변속 구동장치는 전력변환기인 인버터를 사용하게 되며, 이러한 인버터에는 교류를 직류로 변환하는 컨버터(정류장치)가 접속되어 있다.
그런데, 이러한 컨버터는 고조파 전류의 발생원으로써 이 고조파 전류가 각 컨버터로부터 집적되어 계통을 따라 전원까지 역류한다. 이러한 고조파 전류는 전원으로부터 부하단까지의 임피던스에 의하여 전압강하를 일으키고, 이 전압강하에 따라 비록 전원전압파형이 순정현파라 할지라도 부하단의 전압 파형은 왜형파가 된다. 이런 전압 찌그러짐은 각종 계전기 오동작, 정밀 전자기기의 동작 불량, 기기 손상 및 과열의 원인이 된다. 그렇기 때문에 문제가 발생하기 전에 저차고조파를 잘 잡아주는 것은 아주 중요한 사항이다.

■ 고조파(Harmonics)란?
주파수가 n배인 파동을 제 n차 고조파라 한다. 음의 경우 배음에 해당하는 것으로, 전기진동, 전자파 등의 경우에 사용되며, 기본 진동수에 대해 그 배수에 따라 제 2 또는 제 3 고조파라고도 한다. 진동이 Sin파가 아닌 변형된 파형인 경우는 반드시 고조파를 포함하고 있는데, 악기의 음색은 고조파를 포함하는 정도에 따라 달라진다. 다시 설명해서 고조파는 정수배를 갖는 전압, 전류를 말하며 일반적으로 50차수 정도 까지를 말한다. 그 이상은 고주파 (High Frequency) 혹은 Noise로 구분된다.

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