[전자파] 고조파란?
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오늘은 전자파 분야 중 고조파에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
▶ 고조파란 무엇인가?
고조파에 대해 간단히 설명드리겠습니다.
고조파는 보통 Signal generator, AC power meter 같은 장비에서 쉽게 볼 수 있는데, 고조파에 대해서 최대한 쉽게 설명드려 보도록 하겠습니다.
기본적으로 교류 전압, 전류는 사인파 입니다. 이 한 주기의 사인파에 다른 주기를 가지는 사인파라고 보시면 되는데 기본 주파수가 60 Hz인 파형에 2배가 되는 120 Hz의 파형은 2차, 180 Hz는 3차라고 보시면 됩니다. 고조파는 각각의 파형이 따로 존재하지 않고 기본 파형에 합성되어 있습니다.
아래 그래프 중 왼쪽의 파란색 파형이 처음부터 기본파형, 2차 고조파, 3차 고조파, 4차 고조파가 지닌 파형이라고 생각하시고, 오른쪽 파형들을 보시면 처음은 기본파형, 기본파형+2차 고조파, 기본파형+3차 고조차, 기본파형+4차 고조파로써 빨간색 선이 고조파가 합성된 파형입니다.
▶고조파 측정의 목적
고조파의 측정은 파형은 한 주기의 사인파가 가장 이상적이나 고조파가 합성되어 있으면 위의 이미지와 마찬가지로 파형이 일그러져 있어 제 힘을 발휘하기가 어렵게 됩니다. 위 이미지는 파형의 level을 극단적으로 표현하고 있지만 10 % 정도의 level이 합성되어있다고 볼 수 있습니다.
이렇게 전압, 전류의 효율이 얼마나 되는지 확인을 위하여 고조파의 성분만 따로 측정한다고 생각하시면 됩니다.
고조파를 측정하는 장비는 보통 전력 측정기에서 확인이 가능하며 고조파를 발생시키는 장비는 Signal generator에서 확인이 가능합니다.
▶ 고조파 측정방법
Electrical Power Quality Calibrator / Fluke / 6105A, Xytronic Single-Phase Reference Standard / Radian / RX-23
위 사진 중 왼쪽의 장비가 고조파를 발생시키는 장비이며, 오른쪽의 장비는 고조파를 측정할 수 있는 장비 입니다.
측정할 때는 전압과 전류를 따로 결선하여 전압의 고조파, 전류의 고조파를 각각 측정하게 되며 고조파를 발생시키는 장비에서는 기본적인 파형에 원하는 고조파를 선택하여 level까지 선택하고 출력을 하게 되고 고조파를 측정하는 장비에선 몇차 고조파에서 어느 정도의 level을 가지고 있는지 확인할 수 있습니다.
이상 고조파에 대해 알아보았습니다.
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