KR100666509B1 - Harmonic filter - Google Patents

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KR100666509B1
KR100666509B1 KR1020060073379A KR20060073379A KR100666509B1 KR 100666509 B1 KR100666509 B1 KR 100666509B1 KR 1020060073379 A KR1020060073379 A KR 1020060073379A KR 20060073379 A KR20060073379 A KR 20060073379A KR 100666509 B1 KR100666509 B1 KR 100666509B1
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KR1020060073379A
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강창원
주남규
박종우
최동현
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(주) 피에스디테크
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Abstract

A harmonic filter having an on/off switching function of a synchronizing filter unit is provided to maintain a stable filter characteristic at any point by maintaining an impedance of a filter and a power unit in a line reactor and by reducing a harmonic wave current generated in a nonlinear load at a synchronizing filter. A harmonic filter having an on/off switching function of a synchronizing filter unit includes a synchronizing filter unit(110), a line reactor unit(120), and a control unit(130). The synchronizing filter unit(110) has a resonant filter having a coil(111) and a capacitor(112), and reduces a harmonic wave current. The line reactor unit(120) has a coil(121), and compensates an impedance of a filter and a power unit. The line reactor unit(120) prevents the harmonic wave from being leaked to the power unit. The control unit(130) has a switching element(131) which is connected to an input terminal of the synchronizing filter unit(110) and controls an on/off operation of a current which is inputted to the synchronizing filter unit(110). The synchronizing filter unit(110) has a plurality of coils(111) and connects the plurality of coils(111) to each other by a zigzag type.

Description

동조 필터부 ＯＮ/ＯＦＦ 스위칭 기능을 가지는 고조파 필터{Harmonic Filter}   Harmonic filter with ON / OFF switching function

도1은 본 발명에 따른 고조파 필터를 나타내는 도면.1 illustrates a harmonic filter in accordance with the present invention.

도2 내지 도5는 본 발명에 따른 삼상용 부하에 적용되는 고조파 필터의 실시예를 나타내는 도면.2 to 5 show an embodiment of a harmonic filter applied to a three-phase load according to the present invention.

도6과 도7은 본 발명 고조파 필터의 설치 전 후의 SMPS의 입력단에서의 전압과 전류 및 전력 역률을 나타내는 도면.6 and 7 show voltages, currents, and power power factors at the input terminals of the SMPS before and after installation of the present harmonic filter.

도8과 도9는 본 발명 고조파 필터의 설치 전 후의 SMPS의 전류 및 전압 THD를 나타내는 도면.8 and 9 show the current and voltage THD of the SMPS before and after installation of the present harmonic filter.

도10은 본 발명 고조파 필터에서 제어부의 스위칭 소자 ON상태의 전류를 나타내는 도면.10 is a diagram showing a current in a switching element ON state of a control unit in the harmonic filter of the present invention.

도11은 본 발명 고조파 필터에서 제어부의 스위칭 소자 OFF 상태의 전류를 나타내는 도면.Fig. 11 is a diagram showing the current in the switching element OFF state of the control unit in the harmonic filter of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110 : 동조 필터부 111 : 코일(L)110: tuning filter 111: coil (L)

112 : 커패시터(C) 120 : 라인 리액터부112: capacitor (C) 120: line reactor portion

121 : 코일(L) 122 : 저항(R)121: coil (L) 122: resistance (R)

130 : 제어부 131 : 스위칭 소자130: control unit 131: switching element

132 : 전류센서132: current sensor

본 발명은 단상 또는 삼상용 SMPS, 가전제품, OA 기기 등에 발생하는 고조파를 저감하는 수동 고조파 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라인 리액터와 동조필터를 혼용하고 무부하시 동조 필터부로 흐르는 폐루프를 감지하여 ON/OFF 하는 제어부를 구비하여, 공진 차수를 확대하고 에너지 손실을 줄이는 동조 필터부 ON/OFF 스위칭 기능을 가지는 고조파 필터에 관한 것이다. The present invention relates to a passive harmonic filter for reducing harmonics generated in single-phase or three-phase SMPS, home appliances, OA equipment, etc. More specifically, a mixed loop of line reactor and a tuning filter is detected and a closed loop flowing to the tuning filter unit at no load The present invention relates to a harmonic filter having a ON / OFF switching function of a tuning filter unit having a control unit configured to turn ON / OFF, thereby expanding a resonance order and reducing energy loss.

일반적으로 단상 또는 삼상 교류회로에서는 직류로의 정류를 위하여 IGBT나 다이오드 정류 회로를 사용한다. 그러나 대체로 널리 사용되는 다이오드 정류 회로의 경우, 직류로 변환하는 과정에서 맥동 파형으로 인하여 고조파 전류 성분이 증가하게 된다. In general, IGBT or diode rectifier circuit is used for rectification to DC in single or three phase AC circuit. However, in the case of diode rectifier circuits that are widely used, harmonic current components increase due to pulsation waveforms during the conversion to DC.

고조파란 상용 주파수보다 높은 주파수를 말하며, 일반적으로 2차수에서 50차수 까지를 고조파로 분류한다. 대체로 발생되는 고조파는 3차, 5차, 7차, 11차 고조파 성분이 주류를 이루고 있으며, 고차 고조파 전류도 발생한다. 이러한 고조파는 발생 시 기본파에 중첩되어 전원단으로 유출되게 되는데, 이에 따라 전원단의 입력파형이 정현파에서 비정현파로 합성되므로 파형의 심각한 오염(왜곡)이 발생하 게 된다.Harmonics refer to frequencies above the commercial frequency, and are generally classified as harmonics from the 2nd to the 50th order. Generally, harmonics generated are mainly composed of 3rd, 5th, 7th, and 11th harmonics, and high-order harmonic currents are also generated. When these harmonics are generated, they overlap the fundamental wave and flow out to the power stage. As a result, the input waveform of the power stage is synthesized from the sinusoidal wave to the non-sinusoidal wave, causing severe contamination (distortion) of the waveform.

특히 단상 또는 삼상용 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 사용한 부하나 가전제품의 경우에는 비선형 부하의 급속한 증가로 인하여, 고조파 전류가 전원단으로 유출되고, 이에 따른 전원단의 심각한 오염이 발생하며, 이로 인해 부하 및 무부하 손실의 증가로 에너지가 낭비되게 된다.In particular, in the case of a load using a single-phase or three-phase switching mode power supply (SMPS) or a home appliance, due to the rapid increase in the nonlinear load, harmonic current flows into the power stage, thereby causing serious pollution of the power stage. This results in wasted energy due to increased load and no-load losses.

또한, 고조파는 변압기의 과열, 계전기 및 ELB(누전 차단기)나 MCCB(배선용 차단기)의 오동작, 유도장애, 중성선 대지전위 상승, 케이블 과열, 제어장치의 오동작, 역률저하와 같은 문제점을 일으키게 된다.In addition, harmonics cause problems such as overheating of the transformer, malfunction of the relay and ELB (leakage circuit breaker) or MCCB (wiring circuit breaker), induction disturbance, neutral ground potential rise, cable overheating, control unit malfunction, and power factor drop.

위와 같은 문제점을 발생하는 고조파를 저감하기 위한 종래기술로는 대한민국 특허 공개번호 제10-2006-0008779호와 실용신안 등록번호 제20-0409851호가 있다.Conventional techniques for reducing harmonics that cause the above problems include Korean Patent Publication No. 10-2006-0008779 and Utility Model Registration No. 20-0409851.

일반적으로 고조파를 저감하기 위하여 대용량의 경우 능동형 고조파 필터, 동조필터, 삼상용으로의 라인리액터와 동조필터를 합성한 유니버셜 필터가 사용되고 있으나, 이는 대체로 대용량의 부하에 사용되는 것으로 단상용의 소용량 부하에는 사용하지 않는다.In general, in order to reduce harmonics, active harmonic filters, tuning filters, and universal filters that combine line reactors and tuning filters for three phases are used for large capacity, but they are generally used for large capacity loads. Do not use.

또한, 단상용 고조파 필터로는 노칭(Notching) 필터가 사용되고 있으나, 상기 노칭 필터는 단일 고조파에 대하여만 노칭하여 유출을 방지하는 것이므로, 고차수 고조파의 발생에 대하여는 적용할 수 없는 문제점이 있다. In addition, although a notching filter is used as the single-phase harmonic filter, the notching filter prevents leakage by notching only a single harmonic, and thus, it is not applicable to generation of higher-order harmonics.

특히, 라인리액터와 동조필터를 합성한 유니버셜 필터의 경우, 무부하 상태에서는 동조필터로 폐루프가 형성되어 부하에 작용하여, 불필요한 에너지가 소비되는 문제점이 있다. In particular, in the case of the universal filter in which the line reactor and the tuning filter are synthesized, a closed loop is formed in the tuning filter in the no-load state to act on the load, thereby causing unnecessary energy consumption.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단상 또는 삼상용 비선형 부하에서 발생하는 고조파 전류를 동조필터에서 저감하고, 라인 리액터를 사용하여 필터와 전원단의 임피던스를 보상하여, 어느 지점에서나 안정적인 필터 특성을 유지하는 고조파 필터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, and the harmonic current generated in the single-phase or three-phase nonlinear load is reduced in the tuning filter, and the line reactor is used to compensate the impedance of the filter and the power stage, and at any point It is an object of the present invention to provide a harmonic filter that maintains stable filter characteristics.

또한, 본 발명은 무부하시 동조필터로 흐르는 폐루프를 감지하여 ON/OFF 스위칭을 수행하는 제어부를 구비하여, 불필요한 에너지 손실을 줄이는 것을 그 목적으로 한다.In addition, the present invention is to provide a control unit for performing the ON / OFF switching by detecting a closed loop flowing to the tuning filter at no load, to reduce unnecessary energy loss.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 동조 필터부 ON/OFF 스위칭 기능을 가지는 고조파 필터는 고조파를 저감하는 필터에 있어서,In order to achieve the above object, a harmonic filter having a tuning filter section ON / OFF switching function according to the present invention is a filter for reducing harmonics,

코일(L)과 캐패시터(C)로 구성된 공진필터로 이루어져 고조파 전류를 저감하는 동조 필터부, A tuning filter unit configured to reduce a harmonic current by being composed of a resonance filter including a coil L and a capacitor C,

코일(L)이 구비되어, 필터와 전원단의 임피던스를 보상하고 고조파가 전원부로 유출되는 것을 방지하는 라인 리액터부,A line reactor part having a coil L to compensate for the impedance of the filter and the power supply terminal and to prevent harmonics from leaking to the power supply;

상기 동조 필터부 입력단에 연결되어 동조 필터부로 입력되는 전류의 ON/OFF 동작을 컨트롤하는 스위칭 소자로 이루어진 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And a control unit including a switching element connected to the tuning filter unit input terminal and controlling an ON / OFF operation of a current input to the tuning filter unit.

또한, 상기 동조 필터부는 코일(L)을 복수로 구비하여, 상기 코일(L)을 지그재그(Zig-Zag) 방식으로 연결하는 것을 특징으로 한다.In addition, the tuning filter unit is provided with a plurality of coils (L), characterized in that for connecting the coil (L) in a zigzag (Zig-Zag) method.

또한, 상기 라인 리액터부는 코일(L)과 병렬로 연결되어 전압 상승을 방지하는 저항(R)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the line reactor portion is characterized in that it further comprises a resistor (R) connected in parallel with the coil (L) to prevent the voltage rise.

또한, 상기 제어부는 부하에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit is characterized in that it further comprises a current sensor for sensing the current flowing in the load.

또한, 부하측에 연결되어 임피던스 매칭과 전압 안정화를 수행하는 로드 리액터를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include a load reactor connected to the load side to perform impedance matching and voltage stabilization.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명 실시예에 따른 고조파 필터를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a harmonic filter according to an embodiment of the present invention.

도1에 도시된 바와 같이, 단상 또는 삼상용 전기기기에 연결되어 고조파를 저감시키는 본 장치는 수동형(Passive) 필터로써, 고조파 전류를 저감하는 동조 필터부(110)와 필터와 전원단의 임피던스를 보상하는 라인 리액터부(120)와 부하에 흐르는 전류를 감지하여 상기 동조 필터부(110)의 ON/OFF 동작을 컨트롤하는 제어부를 포함하여 이루어진다.As shown in Fig. 1, the device connected to the single-phase or three-phase electric equipment to reduce harmonics is a passive filter, and the impedance of the filter and power stages of the tuning filter unit 110 to reduce the harmonic current. And a control unit for controlling the ON / OFF operation of the tuning filter unit 110 by sensing a current flowing through the load and the line reactor unit 120 to compensate.

동조 필터부(110)는 도1과 같이, LC 회로로 이루어져 코일(L)(111)과 커패시터(C)(112)의 공진으로 특정 차수의 임피던스를 0에 가깝게 하여 전원단으로 유출되는 것을 방지한다. 즉, 상기 동조 필터부(110)는 비선형 부하에 적용되는 수동형(Passive) 필터로써, LC로 구성된 단일의 공진필터로 이루어져 3차 ~ 13차 고조파에 대하여 필터링을 수행한다. 이러한 동조 필터부(110)는 커패시터(C)(112)에서 부하의 운전에 의하여 발생하는 역률을 보상할 뿐 아니라, 커패시터(C)(112)에서 전류 충전이 가능하므로 에너지 절약(Saving)의 역할도 수행한다. As shown in FIG. 1, the tuning filter unit 110 is composed of an LC circuit, and the coil L (111) and the capacitor (C) 112 closes the impedance of a certain order to 0 to prevent leakage to the power supply terminal. do. That is, the tuning filter unit 110 is a passive filter applied to a nonlinear load. The tuning filter unit 110 includes a single resonant filter composed of LC and performs filtering on third to thirteenth harmonics. The tuning filter 110 not only compensates for the power factor generated by the operation of the load in the capacitor (C) 112, but also enables the current charging in the capacitor (C) 112, thereby serving as energy saving. Also perform.

여기서, 상기 동조 필터부(110)의 리액터 사용에 있어 영상분 고조파와 같은 특정 차수의 고조파가 많이 발생하는 경우, 복수로 구비된 코일(L)(111)을 지그재그(Zig-Zag) 방식으로 연결하여 사용함으로써 필터 효과를 보다 극대화 하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 리액터의 Q-Factor를 조정하여 특정 차수(특히, 11차 이상)의 고조파 저감률을 보다 향상시킬 수 있다. Here, when a lot of harmonics of a specific order such as image harmonics are generated when the reactor of the tuning filter unit 110 is used, a plurality of coils (L) 111 provided in a plurality are connected in a zigzag manner. It is desirable to maximize the filter effect by using. At this time, by adjusting the Q-Factor of the reactor it is possible to further improve the harmonic reduction rate of a particular order (particularly, 11 or more orders).

또한, 상기 동조 필터부(110)를 구성하는 코일(L)(111)과 커패시터(C)(112)에 소정의 값을 가지는 저항(R)(미도시)을 병렬로 연결하여 보다 안정적인 동작을 수행하도록 할 수 있다.In addition, a more stable operation is achieved by connecting a resistor (R) (not shown) having a predetermined value to the coil (L) 111 and the capacitor (C) 112 constituting the tuning filter unit 110 in parallel. Can be done.

상기 동조 필터부(110)를 구성하는 코일(L)(111)과 커패시터(C)(112)의 용량은 저감시키고자 하는 고조파의 주파수에 부합하도록 설정되어야 한다. Capacities of the coil (L) 111 and the capacitor (C) 112 constituting the tuning filter unit 110 should be set to match the frequency of the harmonics to be reduced.

라인 리액터부(120)는 상기 동조 필터부(110)의 사용에 있어서의 라인 임피 턴스를 높여줌으로써 동조 차수를 확대시키고, 특히 고차 고조파의 임피던스를 보상하여 고조파가 전원부로 유출되는 것을 방지한다. The line reactor unit 120 increases the tuning order by increasing the line impedance in the use of the tuning filter unit 110, and particularly compensates the impedance of the higher order harmonics to prevent the harmonics from leaking to the power supply unit.

즉, 동조 필터부(110)는 공진 필터로 이루어지므로 사용 시 전원단 임피던스에 의하여 필터링 효과가 감소하게 되고, 동조 필터부(110)나 부하 등으로 전원단 써지, 과전압 노칭 파형 등이 유입될 수 있는데, 이를 라인 리액터부(120)에서 보상 및 보정하여 보다 안정적으로 사용할 수 있을 뿐 아니라 부하에서 발생할 수 있는 과전류 등에 의하여 계전기의 오동작 및 기타 발생할 수 오류를 예방하게 된다. That is, since the tuning filter unit 110 is formed of a resonant filter, the filtering effect is reduced by the power stage impedance during use, and the power stage surge and the overvoltage notching waveform may flow into the tuning filter unit 110 or the load. This is compensated and corrected by the line reactor unit 120 to be used more stably, as well as to prevent the malfunction of the relay and other errors that may occur due to overcurrent that may occur in the load.

이러한 라인 리액터부(120)는 코일(L)(211)로 구성되는데, 상기 코일(L)(211)에 소정의 값을 가지는 저항(R)(212)을 병렬로 연결하여 전압 상승을 방지하여 보다 안정적인 동작을 수행하도록 할 수 있다. 또한, 상기 라인 리액터부(120)를 구성하는 코일(L)(211)과 저항(R)(212)의 용량은 저감시키고자 하는 고조파의 주파수에 부합하도록 설정되어야 한다.The line reactor unit 120 is composed of a coil (L) 211, by connecting a resistor (R) 212 having a predetermined value to the coil (L) 211 in parallel to prevent the voltage rise More stable operation can be performed. In addition, the capacitance of the coil (L) 211 and the resistor (R) 212 constituting the line reactor unit 120 should be set to match the frequency of the harmonics to be reduced.

제어부(130)는 ON/OFF 접점 릴레이와 같은 스위칭 소자로 이루어져 동조 필터부(110)에 형성되는 폐루프로 인한 불필요하게 소비되는 전력을 제거한다. 즉, 상기 동조 필터부(110)는 무부하 상태에서 폐루푸가 형성되는 경우가 발생하게 되는데, 이를 제거하기 위하여 실제 부하에 흐르는 전류를 감지하여 소정 값 이상의 전류가 흐르게 되면, 스위칭 소자(131)에 ON 신호를 주어 동조 필터부(110)에 전류가 흐르지 않도록 하는 것이다.The controller 130 is formed of a switching element such as an ON / OFF contact relay to remove unnecessary power consumption due to the closed loop formed in the tuning filter unit 110. That is, when the closed filter is formed in the no-load state, the tuning filter 110 detects a current flowing in the actual load to remove the current, and when the current exceeds a predetermined value, the tuning filter 110 turns on the switching element 131. By giving a signal so that the current does not flow in the tuning filter 110.

이를 위해 상기 제어부(130)는 동조 필터부(110)의 입력단으로 SSR, 릴레이 등과 같은 스위칭 소자(131)를 연결하고, 전류센서(132)를 구비하여 보다 안정적으로 유니버셜 필터를 사용하게 할 뿐 아니라 불필요한 소비전력이 소모되는 것을 방지한다.To this end, the control unit 130 connects a switching element 131 such as an SSR, a relay, etc. to an input terminal of the tuning filter unit 110, and includes a current sensor 132 to more stably use a universal filter. Prevent unnecessary power consumption.

상기와 같이 이루어진 제어부(130)에서는 전류센서(132)에서 소정값 이상의 전류가 흐르는 것을 감지하면 스위칭 소자(131)를 ON 동작시키도록 설정되는데, 이러한 ON/OFF 설정값은 저감시키고자하는 주파수와 타 구성요소와 부합하도록 설정되어야 한다. The control unit 130 is configured to operate the switching element 131 ON when the current sensor 132 detects that a current of a predetermined value or more flows. The ON / OFF set value is set to a frequency to be reduced. It should be set to match other components.

또한, 본 발명 고조파 필터는 부하측으로 임피던스 매칭과 전압 안정화를 위한 로드 리액터를 더 포함할 수 있다. 상기 로드 리액터는 코일(L)이나 다이오드 등으로 이루어진 SCR이나 브릿지 회로로 구성되어, 임피던스 매칭과 전압을 안정화시켜 필터의 성능을 보다 향상시키게 된다. In addition, the harmonic filter of the present invention may further include a load reactor for impedance matching and voltage stabilization to the load side. The load reactor is composed of an SCR or a bridge circuit composed of a coil (L), a diode, or the like, thereby improving the performance of the filter by stabilizing impedance matching and voltage.

위와 같이 이루어진 고조파 필터는 단상 또는 3상용의 부하에 맞게 적용된다.Harmonic filter made as above is applied to the load for single or three phase.

도2 내지 도5는 본 발명에 따른 삼상용 부하에 적용되는 고조파 필터의 실시예를 나타내는 도면이다.2 to 5 are diagrams showing an embodiment of a harmonic filter applied to a three-phase load according to the present invention.

도2 내지 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명 실시예에 따른 삼상용 고조파 필터는 전원측 각 상에 각각 연결된다.2 to 5, the three-phase harmonic filter according to the embodiment of the present invention is connected to each phase of the power supply side.

이러한 삼상용 고조파 필터는 코일(L)(111)과 커패시터(C)(112)로 이루어진 동조 필터부(110), 코일(L)(211)로 이루어진 라인 리액터부(120), 및 스위칭 소자(131)로 이루어진 제어부(130)를 포함하여 이루어지되,The three-phase harmonic filter includes a tuning filter unit 110 including a coil (L) 111 and a capacitor (C) 112, a line reactor unit 120 including a coil (L) 211, and a switching element ( 131 is made, including the control unit 130,

부하측으로 도2 및 도3과 같이 코일(L) 등으로 이루어진 SCR이나 브릿지 회로로 구성된 로드 리액터(140)를 더 포함할 수 있다. 2 and 3, the load side may further include a load reactor 140 including an SCR or a bridge circuit formed of a coil L or the like.

또한, 영상분 고조파와 같은 특정 차수의 고조파가 많이 발생하는 경우 도3 및 도5와 같이 복수로 구비된 코일(L)(111)을 지그재그(Zig-Zag) 방식으로 연결하여 사용하고, 리액터의 Q-Factor를 조정하여 특정 차수(특히, 11차 이상)의 고조파 저감률을 보다 향상시킬 수 있다. In addition, when a large number of harmonics of a particular order such as image split harmonics are generated, a plurality of coils (L) 111 as shown in FIGS. 3 and 5 are connected and used in a zigzag manner, and The Q-Factor can be tuned to further improve the harmonic reduction of a particular order (especially above 11th order).

이하, 위와 같이 구성된 본 발명 고조파 필터의 동작을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the harmonic filter of the present invention configured as described above will be described in more detail.

도6 내지 도9는 본 발명 고조파 필터의 설치 전 후에 대한 파형을 순차적으로 도시한 도면이다.6 to 9 are diagrams sequentially showing waveforms before and after installation of the harmonic filter of the present invention.

먼저, 도6과 도7은 본 발명 고조파 필터의 설치 전 후의 SMPS의 입력단에서의 전압과 전류 및 전력 역률을 나타내는 도면으로, 설치 전의 전류(10) 파형에는 도6과 같이 전류의 크기가 기준값에 비해 크고 숄더(11)가 존재하며 왜곡된 형상을 나타나지만, 설치 후의 전류(10) 파형은 도7과 같이 상대적으로 전류의 크기가 작아지고, 왜곡 정도도 줄어들었음을 확인 할 수 있다. 또한, 설치 전 후의 유효전력의 경우 0.66 kW 에서 0.78 kW로, 역률은 0.65 PF에서 0.97 PF로 높아진 반면, 무부하 손실은 1.01kVA에서 0.81 kVA로 감소되었음을 확인 할 수 있다. First, Figures 6 and 7 show the voltage, current and power factor at the input stage of the SMPS before and after the installation of the harmonic filter of the present invention. Compared with the larger shoulder 11 and present a distorted shape, the waveform of the current 10 after installation is relatively small as shown in FIG. 7 and the degree of distortion is also reduced. In addition, it can be seen that the active power before and after installation increased from 0.66 kW to 0.78 kW, and the power factor increased from 0.65 PF to 0.97 PF, while the no-load loss decreased from 1.01 kVA to 0.81 kVA.

도8과 도9는 본 발명 고조파 필터의 설치 전 후의 SMPS의 전류 및 전압 THD(Tatal Harmonic Distortion)를 나타내는 도면으로, 설치 전 후의 전류 THD는 113.2 에서 21.6으로, 전압 THD는 2.5 에서 2.0으로 특히 전류 고조파(20)가 감소하였음을 도면을 통해서 확인할 수 있다.8 and 9 show the current and voltage THD (Tatal Harmonic Distortion) of the SMPS before and after installation of the present harmonic filter, wherein the current THD before and after installation is 113.2 to 21.6, and the voltage THD is 2.5 to 2.0, particularly the current. It can be seen from the drawing that the harmonics 20 are reduced.

도10과 도11은 본 발명 고조파 필터에서 제어부(130)의 스위칭 소자(131)의 ON상태와 OFF 상태에서의 전류를 각각 나타내는 도면으로, 도10과 같이 스위칭 소자(131)가 ON 상태일 때는 동조 필터부(110)로 1.60A의 전류가 유입되는데 반해, 도11과 같이 스위칭 소자(131)가 OFF 상태일 때는 전류가 0.01A로 거의 발생하지 않고 있음을 알 수 있다. 10 and 11 are diagrams illustrating currents in an ON state and an OFF state of the switching element 131 of the controller 130 in the harmonic filter according to the present invention. When the switching element 131 is in the ON state as shown in FIG. While 1.60A of current flows into the tuning filter unit 110, it can be seen that the current hardly occurs at 0.01A when the switching element 131 is in the OFF state as shown in FIG. 11.

이때 상기 ON 상태의 전류 1.60A는 무부하 상태에서의 폐루프를 형성하는 손실값에 해당하므로 제어부(130)에 의해 전류 손실을 줄일 수 있음을 확인할 수 있다. 또한, 상기 스위칭 소자(131)의 ON/OFF 를 결정하는 기준값은 필요에 따라 다양하게 설정할 수 있음은 물론이다.At this time, since the current 1.60A in the ON state corresponds to a loss value forming a closed loop in the no-load state, it can be confirmed that the current loss can be reduced by the controller 130. In addition, of course, the reference value for determining the ON / OFF of the switching element 131 can be variously set as necessary.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구나 수정 및 변환 실시가 가능한 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and technical ideas that can be modified and converted by those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention also belong to the following claims. Should be seen.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 본 발명은 비선형 부하에서 발생하는 고조파 전류를 동조필터에서 저감하고, 라인 리액터에서 필터와 전원단의 임피던스를 보장하여 주므로 어느 지점에서나 안정적인 필터 특성을 유지하는 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the present invention reduces the harmonic current generated in the nonlinear load in the tuning filter and ensures the impedance of the filter and the power supply stage in the line reactor, thereby maintaining stable filter characteristics at any point. have.

또한, 본 발명은 무부하 시 동조필터로 흐르는 폐루프를 감지하여 ON/OFF 스위칭을 수행하는 제어부를 구비하여, 불필요한 에너지 손실을 줄이는 효과가 있다.In addition, the present invention is provided with a control unit for performing the ON / OFF switching by detecting a closed loop flowing to the tuning filter when no load, there is an effect of reducing unnecessary energy loss.

Claims (5)

고조파를 저감하는 필터에 있어서,In the filter which reduces harmonics, 코일(L)과 캐패시터(C)로 구성된 공진필터로 이루어져 고조파 전류를 저감하는 동조 필터부, A tuning filter unit configured to reduce a harmonic current by being composed of a resonance filter including a coil L and a capacitor C, 코일(L)이 구비되어, 필터와 전원단의 임피던스를 보상하고 고조파가 전원부로 유출되는 것을 방지하는 라인 리액터부,A line reactor part having a coil L to compensate for the impedance of the filter and the power supply terminal and to prevent harmonics from leaking to the power supply; 상기 동조 필터부 입력단에 연결되어 동조 필터부로 입력되는 전류의 ON/OFF 동작을 컨트롤하는 스위칭 소자로 이루어진 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동조 필터부 ON/OFF 스위칭 기능을 가지는 고조파 필터.And a control unit comprising a switching element connected to the tuning filter unit input terminal and controlling an ON / OFF operation of a current inputted to the tuning filter unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 동조 필터부는 코일(L)을 복수로 구비하여, 상기 코일(L)을 지그재그(Zig-Zag) 방식으로 연결하는 것을 특징으로 하는 동조 필터부 ON/OFF 스위칭 기능을 가지는 고조파 필터.The tuned filter unit includes a plurality of coils (L) and connects the coils (L) in a zigzag (Zig-Zag) harmonic filter having a ON / OFF switching function. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 라인 리액터부는 코일(L)과 병렬로 연결되어 전압 상승을 방지하는 저 항(R)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동조 필터부 ON/OFF 스위칭 기능을 가지는 고조파 필터.The line reactor part is connected in parallel with the coil (L) is a harmonic filter having an ON / OFF switching function of the tuning filter, characterized in that it further comprises a resistance (R) to prevent the voltage rise. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제어부는 부하에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동조 필터부 ON/OFF 스위칭 기능을 가지는 고조파 필터.The control unit is a harmonic filter having a ON / OFF switching function of the tuning filter, characterized in that further comprises a current sensor for sensing the current flowing in the load. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 부하측에 연결되어 임피던스 매칭과 전압 안정화를 수행하는 로드 리액터를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동조 필터부 ON/OFF 스위칭 기능을 가지는 고조파 필터.A harmonic filter having a ON / OFF switching function of the tuning filter unit, further comprising a load reactor connected to the load side to perform impedance matching and voltage stabilization.
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