3상 4선식에서 비선형 부하의 운전시 유도전동기의 특성 해석

3상 4선식 전원공급 시스템에서 단상 및 3상 부하의 운전하에서 전압 불평형은 부하의 불평형 운전에 의해 발생되고, 전류 불평형은 떨어진 전압 품질에 의해 더욱 심해진다. 에너지 변환장치로 사용되는 여러 형태의 컨버터는 3상 4선식 배전시스템에 직접적으로 고조파 전류를 주입함으로서 고조파 왜란을 증가시킨다. 고조파 전류는 전동기출력 토크를 감소시키고, 전동기를 과열 또는 소음을 증가시키며 회전자에 토크 맥동을 증가하여 기계적인 공진과 진동을 발생하는 등 여러 가지 부작용을 낳고 있다.
따라서 본 논문은 3상 4선식 배전시스템에서 선형 및 비선형 부하의 혼합 운전시 불평형과 고조파 성분에 의해 유도전동기의 특성 변화에 대한 연구로서 선형 단독운전, 비선형 부하 결합에 따른 특성 변화를 해석한 것으로서 단상 비선형 부하의 추가 운전시 5 고조파 필터로도 저감이 어려운 고조파로 인해 토크 맥동 횟수는 줄고 리플값은 증가함을 확인할 수 있었다.

Voltage unbalance will be generated by the load unbalance operation such as combination operation of single & three phase load and current unbalance will be more severe by the deteriorated voltage quality. Under the these unbalance conditions, all power electronic converters used in different types of electronic systems can increase harmonic disturbances by injecting harmonic currents directly into the feeder grid of three phase 4-wire. Harmonic current may cause torque to decrease. it may also overheat or become noisy and torque oscillation in the rotor can lead to mechanical resonance and vibration.
This paper presents a scheme on the characteristics of induction motor under the combination of linear & non-linear loads at the three phase 4-wire power distribution system by the unbalance and harmonic components. It was able to confirm that the number of torque pulsation decreased and torque ripple values increased by the harmonics that reduction was difficult by five harmonics filters at additional driving time of single-phase non-linear load.

#Voltage unbalance #Linear & # Non-linear Load #Harmonics #Torque Ripple

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김종겸, 박영진, 정종호, 이은웅, “불평형 전압 운전시 유도전동기의 동작 특성 해석” 대한전기학회 논문지(B), 제 53권, 6호, pp.372-379, 2004.6.

김종겸, 손홍관, 이은웅, “선형 및 비선형 부하량에 따른 고조파 성분의 변화”, 대한전기학회 논문지(B), 제 51권, 8호, pp.441-448, 2002.8.

김종겸, 박영진, “3상 4선식 저압 수용가의 전압불평형율 측정 분석”, 한국조명전기설비학회 논문지, 제 18권, 6호, pp.91-99, 2004. 11.

P. Pillay and M. Manyange, “Definitions of voltage unbalance”, IEEE Power Eng, Rev. Mag., vol.5, pp.50-51, May 2001.

Juan A. Martinez, “ Educational use of EMTP MODELS for the study of rotating machine transients”, IEEE Trans on PAS, vol.8, no. 4, pp.1392-1399, Nov 1993.

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