탄화규소(SiC) MOSFET 능동 고조파 필터 Ultra AHF
배음이란 무엇인가요?
고조파는 기본 주파수의 배수로 전기 시스템에 존재하는 추가 주파수를 말합니다. 이상적인 전력 시스템에서 기본 주파수는 지역에 따라 일반적으로 50Hz 또는 60Hz입니다. 그러나 비선형 부하 및 기타 교란 요인으로 인해 시스템에 고조파가 발생할 수 있습니다.
비선형 부하로 인한 고조파 전력 전자 장치(예: 정류기, 인버터, 가변 주파수 드라이브)와 같은 비선형 부하는 전류 파형에 왜곡을 일으켜 고조파 전류를 발생시킬 수 있습니다. 이러한 고조파 전류는 기본 주파수의 정수배인 주파수를 포함합니다. 예를 들어, 2차 고조파는 기본 주파수의 두 배이고, 3차 고조파는 기본 주파수의 세 배이며, 그 이후의 고조파도 마찬가지입니다.
배음의 효과는 무엇인가요?
고조파는 전기 시스템에서 기본 주파수의 정수배인 주파수 성분입니다. 전력 시스템에서 고조파는 전력 전자 장치, 가변 속도 드라이브, 특정 유형의 조명과 같은 비선형 부하에 의해 발생할 수 있습니다. 이러한 비선형 부하는 비정현파 전류 파형을 생성하여 전력 시스템의 전압 및 전류 파형에 고조파 왜곡을 일으킵니다.
가장 일반적인 고조파 발생 장치는 다음과 같습니다: 스위칭 전원 공급 장치, 용접기, 무정전 전원 공급 장치(UPS), 사이리스터 전력 변환 기술이 적용된 구형 주파수 변환기, 모터 드라이브, 제어 정류기가 있는 변환기, DC 드라이브용 DC 컨트롤러, 유도 오븐.
비선형 부하에서 발생하는 가장 일반적인 고조파 발생 장치
배음의 효과는 무엇인가요?
배음의 영향은 여러 영역으로 분류할 수 있습니다.
● 장비 과열: 변압기, 케이블 및 기타 구성 요소를 통해 흐르는 고조파 전류는 고조파로 인한 추가 손실 때문에 발열을 증가시킬 수 있습니다. 이는 장비 수명 단축, 유지 보수 비용 증가, 심지어 장비 고장으로 이어질 수 있습니다.
● 전류 및 전압 왜곡: 고조파 전류는 전압 왜곡을 일으켜 공급 전압 파형을 왜곡시킬 수 있습니다. 이는 민감한 전자 장비에 영향을 미쳐 오작동 및 오류율 증가를 초래할 수 있습니다. 또한 고조파 전류는 중성선을 통해 흐르면서 중성선 전류 왜곡 및 중성선의 과열을 유발할 수 있습니다.
● 공진: 고조파는 시스템 임피던스와 상호 작용하여 공진 상태를 생성할 수 있으며, 이로 인해 특정 주파수에 대한 시스템 응답이 증폭됩니다. 공진은 전압 및 전류 왜곡 증가, 장비 손상 및 시스템 불안정으로 이어질 수 있습니다.
● 전력 품질 저하: 고조파는 역률 저하, 총 고조파 왜곡(THD) 증가, 파형 대칭성 왜곡 등 전력 품질 저하를 초래할 수 있습니다. 이러한 문제로 인해 에너지 손실이 증가하고 시스템 효율이 저하되며 전기 요금이 상승할 수 있습니다.
● 간섭: 고조파는 통신 시스템에서 전자기 간섭(EMI)을 일으켜 통신 시스템, 오디오/비디오 시스템 및 데이터 네트워크와 같은 민감한 장비의 작동에 영향을 미칠 수 있습니다.
고조파의 영향을 완화하기 위해 고조파 필터 사용, 저고조파 왜곡 전력 시스템 설계 및 운영, 고조파 제어 관련 표준 및 지침 준수 등 다양한 조치를 취할 수 있습니다.
치수
인톤 파워-AHF 액티브 하모닉 필터
인톤 파워 AHF 능동 고조파 필터는 고조파, 무효 전력 및 3상 부하 불균형과 같은 전력망의 전력 품질 문제를 해결하는 완벽하고 포괄적인 솔루션입니다. 전력망과 병렬로 설치되는 인톤 파워 AHF는 전력망의 고조파를 실시간으로 감지하고, 컨버터를 통해 역위상 보상 전류를 생성하여 전력망의 고조파를 동적으로 필터링합니다.
인톤 파워(Intone Power)의 AHF 능동 고조파 필터는 디지털 로직과 IGBT 반도체를 사용하여 비선형 부하로 인해 발생하는 고조파 전류를 상쇄하는 전류 파형을 합성하여 전력망에 주입하는 정적 전력 전자 제품입니다. AHF는 전류 변압기를 사용하여 부하 전류를 측정하고 존재하는 고조파 전류의 함량을 파악합니다. AHF는 다양한 부하 형태와 전력망 구조에 영향을 받지 않으며, 시스템과 함께 고조파 진동을 발생시키지 않으므로 다양한 부하 조건에서도 완벽한 고조파 제어를 구현합니다.
능동 고조파 필터의 내부 토폴로지 구조
AHF는 또한 불량한 역률(DPF)을 보정하고 주전원 전류 균형을 맞추는 기능을 갖추고 있습니다. DPF 보정은 불량한 DPF를 유발하는 앞선(용량성) 부하 또는 뒤처진(유도성) 부하 모두에 대해 제공될 수 있습니다. 주전원 전류 균형은 존재하는 역상 전류를 측정하고 그 반대 역상 전류를 주입하여 상류 네트워크의 전류 균형을 맞추는 방식으로 이루어집니다. 또한, Intone Power-AHF는 3상 부하 전류 불균형을 제어하는 기능을 통해 전력망의 다양한 전력 품질 문제를 종합적으로 관리합니다.
주요 기능
● FFT 방법과 순간 전력 이론의 결합
● 다기능 – 고조파 저감, 역률 보정(유도성 및 용량성 역률 모두) 및 불균형 보상 기능의 결합
● 넓은 고조파 필터링 범위: 2차부터 51차 고조파까지
● 탁월한 불균형 보정: 음의 시퀀스와 영 시퀀스 모두에서 중성 전류를 완화합니다.
● 98.4% 이상의 높은 고조파 필터링 효율
능동 고조파 필터의 주요 기능
● 빠른 응답 시간: 5ms 미만
● 높은 안정성 – 자동 고조파 제거 기능으로 공진 방지
● 넓은 입력 전압 및 주파수 범위로 열악한 전기 환경에 적응할 수 있습니다.
● 자동 전류 제한 출력으로 과부하 방지
● 7인치 또는 10인치 터치스크린 HMI를 통해 다양한 전기, PQ 파라미터, 알람 및 로그를 프로그래밍하고 모니터링할 수 있습니다.
● 병렬 연결 가능: 최대 12개의 모듈을 병렬로 연결하여 사용할 수 있습니다.
● 유연한 적용성: 표준 또는 맞춤형 케이스에 내장 가능한 모듈식 설계
● 환경 적응성: 10°C ~ 50°C 온도 범위(성능 저하 없이)
● 간편한 설치 및 유지보수 – AHF 모듈은 플러그인 방식으로 설치하여 교체 또는 확장이 가능합니다.
● 하드웨어 보호: V 버스 과전압 보호; 과전압 보호
● 소프트웨어 보호: AC 순간 과전류 보호, AC 실효 과전류 보호, V 버스 과전압 보호, AC 과전압 보호, AC 저전압 보호, 과열 보호
랙 및 벽걸이형 모듈
인톤 파워 액티브 하모닉 필터(AHF) 랙 모듈은 랙이나 캐비닛에 설치하도록 설계된 AHF 장치를 말합니다. 이 모듈에는 일반적으로 전력 전자 장치, 제어 회로, 냉각 시스템 등 무효 전력 보상 기능을 수행하는 데 필요한 구성 요소가 포함되어 있습니다. 랙 장착형 모듈은 여러 대의 AHF 장치가 필요한 산업 현장, 데이터 센터, 대규모 전기 설비 등에 널리 사용됩니다.
능동형 고조파 필터의 랙 모듈
능동 고조파 필터(AHF) 벽걸이형 모듈은 벽이나 설치 표면에 직접 설치할 수 있도록 설계되었습니다. 필요한 구성 요소를 하나의 하우징에 통합한 소형 장치로, 공간이 제한적인 소규모 시설이나 장소에 적합합니다. 벽걸이형 AHF 모듈은 상업용 건물, 사무실 및 소규모 전기 설비에 널리 사용됩니다.
능동형 고조파 필터의 벽걸이형 모듈
Intone Power-AHF 모듈은 15A, 25A, 30A, 50A, 75A, 100A, 125A, 150A 용량을 지원하며, 220V~690V 전압 범위에서 50Hz 및 60Hz 네트워크 모두에 사용 가능합니다.
랙 장착형과 벽 장착형 AHF 모듈은 모두 무효 전력 보상 및 전압 안정화라는 동일한 목적을 수행합니다. 둘 중 어떤 것을 선택할지는 설치 환경의 특정 요구 사항, 사용 가능한 공간, 확장성 및 추가 기능 필요성 등의 여러 요인에 따라 달라집니다.
능동형 고조파 필터의 장점
전력 품질 향상
능동형 고조파 필터의 가장 확실한 이점은 전력 품질 향상입니다. 고조파를 능동적으로 저감하고 역률을 보정함으로써 이러한 필터는 안정적이고 깨끗한 전력 공급을 보장합니다. 결과적으로 전압 왜곡이 크게 줄어들고 장비 오작동 위험이 최소화되며 민감한 장치의 전반적인 성능이 향상됩니다.
에너지 효율
능동형 고조파 필터는 여러 가지 방식으로 에너지 효율을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 전력 회사로부터 공급받는 무효 전력의 필요성을 줄여 에너지 손실을 감소시킵니다. 또한, 역률을 1에 가깝게 유지함으로써 장비의 효율적인 작동을 가능하게 합니다. 이는 에너지 비용 절감과 환경 발자국 감소로 이어집니다.
능동형 고조파 필터의 장점
능동형 고조파 필터의 장점
고조파는 전기 장비에 악영향을 미칠 수 있습니다. 과열, 장비 수명 단축, 심지어는 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다. 능동형 고조파 필터는 이러한 유해한 영향으로부터 장비를 보호하고 시설 자산이 양호한 작동 상태를 유지하도록 하는 데 중요한 역할을 합니다.
표준 준수
많은 국가와 지역에서는 전력 품질을 보장하기 위해 엄격한 규정과 기준을 시행하고 있습니다. 능동형 고조파 필터는 역률과 고조파 왜곡을 효과적으로 제어하여 시설이 이러한 요구 사항을 충족하도록 지원합니다. 규정을 준수하면 잠재적인 벌금을 피할 수 있을 뿐만 아니라 안정적이고 신뢰할 수 있는 전력 공급을 보장할 수 있습니다.
비용 절감
SVG와 같은 능동형 고조파 필터를 설치하는 데에는 초기 비용이 발생하지만, 장기적으로는 상당한 비용 절감 효과를 볼 수 있습니다. 에너지 요금 절감, 유지 보수 비용 감소, 장비 수명 연장 등이 모두 투자 대비 높은 수익률로 이어집니다.
능동형 고조파 필터의 일반적인 응용 분야
능동 고조파 필터는 전력 품질과 효율성이 중요한 다양한 산업 및 시설에서 사용됩니다. 일반적인 적용 분야는 다음과 같습니다.
제조 시설
제조 환경에는 가변 주파수 드라이브, 용접기, CNC 기계와 같은 다양한 비선형 부하가 존재하는 경우가 많습니다. 이러한 부하는 전력 품질 문제를 야기할 수 있는 고조파를 발생시키는 것으로 알려져 있습니다. 능동 고조파 필터는 안정적인 전력 품질을 보장하고, 장비 가동 중지 시간을 최소화하며, 에너지 사용을 최적화하기 위해 사용됩니다.
제조 시설에 설치된 능동형 고조파 필터
데이터 센터
데이터 센터는 전력 품질 교란에 매우 민감합니다. 전원 공급에 문제가 발생하면 데이터 손실 및 시스템 장애로 이어질 수 있습니다. 능동 고조파 필터는 전압 왜곡을 방지하고 핵심 IT 인프라의 지속적인 운영을 보장하는 데 사용됩니다.
데이터센터용 능동형 고조파 필터
상업용 건물
상업용 건물에는 조명, 냉난방 시스템, 엘리베이터 등 전력 품질 문제를 일으킬 수 있는 다양한 부하가 있습니다. 능동형 고조파 필터는 전력 품질을 유지하고 에너지 비용을 절감하며 건물 시스템을 보호하는 데 도움이 됩니다.
냉난방 시스템용 능동형 고조파 필터
재생에너지 시스템
태양광 및 풍력과 같은 재생 에너지원이 더욱 보편화됨에 따라 능동형 고조파 필터는 생산되어 전력망으로 공급되는 전력의 품질을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 필터는 간헐적인 에너지원의 출력을 조절하여 더욱 안정적이고 효율적으로 만들어 줍니다.
전기차 충전소용 능동형 고조파 필터
대규모 산업 플랜트
다양한 기계와 공정을 갖춘 대규모 산업 플랜트는 전력 품질과 관련된 문제에 직면하는 경우가 많습니다. 능동형 고조파 필터는 역률을 관리하고 고조파를 저감하여 효율성을 향상시키고 장비를 보호하는 데 사용됩니다.
전기 아크로의 능동형 고조파 필터