산업기술
산업 제조
이 블로그에서는 플리커(Flicker)라는 주제를 다루고 있는데, 이는 관점에 따라 전력 품질이나 EMC(Electromagnetic Compatibility)의 문제로 볼 수 있습니다. 가변 속도 드라이브가 깜박임을 유발할 수 있는지 여부와 깜박임 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있는 부분을 고려할 것입니다.
"깜박임"은 공급 전압이 빠르게 변할 때 전기 조명에 미치는 영향을 나타냅니다. 이것은 큰 부하가 갑자기 연결되거나 분리될 때 간헐적으로 발생하는 단일 딥 또는 플래시부터 인간의 눈과 뇌가 특히 민감한 범위의 주파수에서 전압이 변조되는 경우 짜증나는 빠른 깜박임에 이르기까지 다양합니다. 약 0.5Hz ~ 20Hz.
깜박임은 때때로 고조파 및 기타 전력 품질 문제와 혼동됩니다. 고조파는 정의상 공급 주파수의 정수 배수인 주파수에서 발생하며 눈이 응답하기에는 너무 높습니다. 그러나 플리커와 고조파 전압은 모두 전원 임피던스로 인해 전압에 영향을 미치는 부하 전류에 의해 발생하므로 공급 임피던스가 높은 위치에서는 긴 공급 라인 또는 기타 요인으로 인해 고조파 전압과 플리커 문제가 모두 발생할 수 있습니다. 함께 발생합니다.
그림 1은 공급 주파수의 1/5에서 시뮬레이션된 깜박임이 있는 과장된 파형을 보여줍니다. 대조적으로 그림 2는 시뮬레이션된 5차 고조파를 보여줍니다. 그림 2에서는 모든 주기가 왜곡되지만 모양은 동일하므로 깜박임이 발생하지 않습니다.
전력 공급업체는 전력 품질이 목적에 맞는지 확인해야 하며 깜박임에 대한 지침이 있습니다. 일반적으로 불만이 있는 경우에만 측정을 수행하며 풍력 터빈과 같은 일부 특수 시스템을 제외하고는 설치에 대한 일상적인 테스트가 거의 없습니다.
대량으로 생산되는 전기 제품은 플리커에 대한 제품 표준을 충족해야 할 수 있습니다. 가장 잘 알려진 국제 제품 표준은 IEC 61000-3-3 또는 유럽 EN 61000-3-3으로, 위상당 최대 16A 정격 제품에 대한 테스트 및 제한을 제공합니다. 유럽 연합에서 이 표준은 EMC 지침에 따라 조화를 이루므로 해당 범위 내의 장비는 일반적으로 CE 마크를 부착하고 EU 시장에 출시하기 위해 이를 준수해야 합니다. 최대 75A의 정격 전류에 대해 IEC 61000-3-11이 적용됩니다. 표준은 민감한 0.5Hz – 20Hz 반복 주파수 범위에 대해 엄격한 제한이 있지만 25Hz를 초과하는 제한은 없습니다.
깜박임에 대한 표준은 모두 전등의 동적 동작과 인간의 눈과 뇌의 감도를 고려한 측정 및 평가가 필요합니다. 깜박임 곡선(나중에 참조)은 텅스텐 필라멘트 전구를 기반으로 합니다. 이들은 전압과 전력의 제곱 법칙 관계 때문에 전압에 다소 민감합니다. 반면에 열 질량은 급격한 변동을 완화하는 경향이 있음을 의미합니다. 물론 필라멘트 전구는 이제 드물어지고 있습니다. 형광등은 평활화 효과가 적은 다른 특성을 가지고 있습니다. LED 램프에는 종종 조절기가 있으므로 조광기와 함께 사용하도록 설계된 경우를 제외하고는 전압의 영향을 받지 않습니다. 표준은 미래에 최신 램프의 동작을 반영하여 업데이트될 수 있지만 테스트 장비를 교체하고 제품을 다시 테스트하는 데 드는 비용은 달갑지 않습니다. 필라멘트 전구를 기반으로 한 한계는 앞으로 몇 년 동안 우리와 함께 할 것입니다.
상호 고조파는 공급 주파수의 정수배가 아닌 원치 않는 주파수이므로 스펙트럼의 고조파 사이에 있습니다. 실제 고조파에 가까우면 공급 전압의 명백한 변조가 발생할 수 있습니다. 필라멘트 램프와 같은 단순한 저항 부하에서는 주파수가 높고 램프가 r.m.s.s.s의 실행 평균에만 민감하기 때문에 깜박임을 일으키지 않습니다. 전압. 그러나 정류기 또는 기타 비선형 부하는 상호 고조파가 공급 주파수의 정수 배수에 가까울 경우 낮은 주파수를 포함할 수 있는 합 및 차 주파수를 생성할 수 있습니다. 그림 3은 상호 고조파 차수가 5.2인 예를 보여줍니다. 피크 진폭은 눈에 띄게 변조되지만 r.m.s. 전압이 아니므로 깜박임으로 측정되지 않습니다. 이러한 종류의 파형은 스위칭 주파수가 전원과 위상 동기되지 않은 재생 드라이브 또는 기타 유효 전력 컨트롤러에서 발생할 수 있습니다.
깜박임은 항상 전원에서 끌어온 전류의 변동으로 인해 발생하며, 그 결과 전원 전압의 변동이 발생하여 조명을 비롯한 다른 부하에 영향을 미칩니다. 가능한 소스는 많이 있으며 아래 목록은 보다 일반적인 소스를 보여줍니다.
드라이브 자체에서 깜박임을 유발할 수 있는 유일한 방법은 전원이 인가될 때 돌입 전류를 충전하는 커패시터를 통하는 것입니다. Control Techniques 드라이브는 돌입 전류가 정격 입력 전류를 초과하지 않도록 설계되어 전압 강하가 정격 전력에서 정상 작동으로 인한 전압 강하를 초과하지 않습니다.
드라이브가 빠르게 변동하는 전원 출력을 생성하도록 하는 시스템에 있는 경우 깜박임이 발생할 수 있습니다. 이것은 프로그래밍된 주기적인 작동이나 피드백 제어 루프의 한계 안정성으로 인해 발생할 수 있습니다. 과도한 깜박임을 일으키지 않도록 모든 제어 시스템을 평가해야 합니다.
여러 축과 빠른 주기적인 움직임이 있는 기계에서 전력 피크가 순차적으로 발생하도록 제어를 배열하는 것이 가능할 수 있습니다. 이렇게 하면 깜박임 주파수에 축 수를 곱할 수 있으며, 25Hz를 초과하여 이동하면 문제를 해결할 수 있습니다.
드라이브는 모터 기동으로 인한 급격한 전압 강하를 완전히 제거합니다. 모터 주파수와 전압이 제어된 방식으로 증가하여 모터 전류가 제한될 뿐만 아니라 드라이브 입력 전류도 출력 전류가 아닌 출력 전력에 비례하므로 입력 전류는 모터만큼만 증가합니다. 속도가 증가합니다. 공급 시스템의 값비싼 보강이 대안이 될 경우 드라이브가 과도한 전압 강하를 일으키지 않고 시작하는 이점 때문에 순전히 가치가 있는 애플리케이션이 있습니다.
드라이브는 DC 링크 커패시터에 저장된 에너지가 매우 제한되어 깜박임 주기를 부드럽게 하기에 충분하지 않으므로 부하 전력이 변동하면 드라이브 입력 전류도 동일한 방식으로 변동합니다. 특별한 조치를 취하지 않는 한 드라이브는 변동하는 부하를 보상하지 않습니다.
일반적으로 드라이브는 맥동 부하로 인한 깜박임 수준에 차이가 없지만 드라이브가 이 효과를 더 악화시킬 수 있습니다 :
폐쇄 루프 속도 제어를 사용해야 하는 경우 낮은 이득으로 주로 통합 컨트롤러를 구현하는 것이 가장 좋습니다. 이러한 방식으로 평균 속도는 정밀하게 제어되지만 컨트롤러는 유도 전동기 슬립으로 인한 주기 내에서 자연적인 주기적인 변화에 저항하지 않습니다. 우리는 가변 속도 드라이브를 빠르고 정확한 속도 제어를 제공하는 것으로 생각하는 경향이 있기 때문에 이 제안은 반직관적으로 보이지만 실제로 빠르게 작동하는 제어는 에너지 저장에서 플라이휠 또는 기타 관성의 이점을 감소시킵니다.
위의 논의는 유도 전동기에 적용됩니다. 영구 자석 모터를 사용하면 속도가 본질적으로 밀접하게 조절되고 토크 맥동이 입력 전력으로 직접 반영되어 로터 슬립이 어느 정도 감소할 가능성이 없습니다. 장기 평균 속도를 원하는 값으로 유지하면서 회전 주기 내에서 토크가 상승함에 따라 의도적으로 속도가 동적으로 떨어지는 것을 허용하는 드라이브에 특수 제어 알고리즘을 프로그래밍할 수 있습니다. 이것은 전력을 일정하게 유지하는 경향이 있으며(전력 =토크 x 속도), 입력 전류를 결정하는 것은 전력입니다. Control Techniques에는 이에 대한 특허 출원이 있습니다. 예를 들어 다중 실린더 왕복 펌프나 압축기가 단일 실린더 펌프나 압축기로 교체될 수 있는 경우와 같이 일부 응용 분야에서 이는 기계 설계에 유용한 비용 절감 효과를 제공할 수 있습니다.
플리커는 표준 IEC 61000-4-15에 정의된 "플리커미터"를 사용하여 측정됩니다. 장비 제한은 IEC 61000-3-3 및 IEC 61000-3-11과 같은 표준에 설정되어 있습니다.
플리커 측정은 공급 전압 변동입니다. 제품 테스트의 경우 테스트 시스템은 표준에 정의된 시뮬레이션된 주전원 임피던스를 포함해야 합니다. IEC 61000-3-3의 제한은 임피던스가 (0.4 + j0.25)W인 230V 50Hz 전원을 기반으로 하며, 이는 매우 "약한" 전원, 즉 낮은 단락 전류를 가진 전원을 시뮬레이션합니다.
그림 4는 230V 50Hz 전원에 대한 IEC 61000-3-3의 단순 반복 직사각형 전압 변경에 대한 한계를 보여줍니다. 주파수 축은 초당 완전한 사이클을 나타냅니다. 즉, 각 사이클은 동일하지만 반대되는 두 단계로 구성됩니다. 다른 패턴을 평가하기 위한 추가 규칙이 있습니다. 그림은 약 0.5Hz와 20Hz 사이의 임계 주파수 범위에 대한 낮은 허용 수준을 명확하게 보여줍니다.
우리는 이미 가변 속도 드라이브를 사용하여 모터 시동이나 맥동 부하로 인한 깜박임을 줄이는 데 도움이 될 수 있는 방법을 고려했습니다.
기존의 방법에는 토크를 부드럽게 하기 위해 다중 실린더 왕복 펌프와 플라이휠을 사용하는 것이 포함됩니다.
큰 전력 맥동을 피할 수 없는 경우 공급 연결은 다른 부하와 공유되는 케이블의 전압 강하를 방지하기 위해 현장 인입 전력 공급에 전기적으로 가깝게 만들어야 합니다. 조명 회로도 입력 전원 가까이에 별도로 연결해야 합니다.
극단적인 경우 임피던스가 낮은 새 전원을 설치해야 할 수도 있습니다. 높은 비용을 고려할 때 가변 속도 드라이브를 창의적으로 사용하면 비용을 피할 수 있는 가능성을 탐색할 가치가 있습니다.
산업기술
과전압은 전압이 물체의 정격보다 높은 상태입니다. 과전압이라는 용어는 전력선의 전압 상태를 나타내는 데 가장 자주 사용되며, 전력 시스템을 통해 너무 많은 전압이 흐르고 있는 상태를 나타냅니다. 또한 물체에 공급되는 전압이 물체가 정격된 것보다 더 크다는 것을 나타내기 위해 컴퓨터와 같은 전기로 구동되는 물체에 적용될 수 있습니다. 전기 회사의 경우 과전압은 때때로 전력선에 지정된 범위 이상의 지속적인 전압 수준을 설명하는 데 사용됩니다. 이는 오작동하는 전력선 영역에 연결된 모든 건물의 전자 제품 및 에너지 효율성에 영향을 줄 수
어댑터는 오늘날의 생활에서 널리 사용됩니다. 보통 벽돌 같은 블랙박스로 나타나며 전자 기기를 사용하는 첫 번째 단계는 어댑터를 연결하여 콘센트에 꽂는 것입니다. 간단해 보이지만 어댑터는 상당히 복잡합니다. 내부 구조에서. 그것에 대해 함께 알아봅시다. 어댑터란 무엇입니까? 이름에서 알 수 있듯이 어댑터는 전기 제품을 주 전원에 맞게 조정하는 장치입니다. . 일반적으로 아이스 박스 및 세탁기와 같은 가전 제품은 주전원에서 제공되는 미국의 120V 및 60Hz AC 전압에서 직접 작동할 수 있습니다. 그러나 우리가 사용하는 일부