전기 도금용 변압기

고전력 전기 도금 전원 공급 장치 응용 분야에서 위상 변위 단권 변압기와 결합된 다중 펄스 정류 기술은 고효율적이고 신뢰할 수 있는 고조파 완화 솔루션으로 간주됩니다.

전기 도금용 전원 공급 장치의 고조파 문제 개요

전기 도금용 전원 공급 장치는 표면 마감 산업에서 중요한 전기 장비입니다. 높은 작동 전력과 긴 작동 시간으로 인해 전력망에 미치는 영향이 상당합니다.

기존의 전기 도금용 전원 공급 장치는 AC에서 DC로의 변환 과정에서 종종 많은 양의 고조파 전류를 발생시켜 전원 공급 시스템 및 관련 장비에 심각한 영향을 미칩니다.

산업 자동화의 지속적인 개선과 함께 전기 도금 생산 라인은 전력 품질에 대한 더 높은 요구 사항을 제시하고 있습니다.
따라서 전기 도금용 전원 공급 장치에서 발생하는 고조파를 효과적으로 제어하고 완화하는 방법은 기업 전력 품질 관리에서 중요한 과제가 되었습니다.

제품 및 솔루션 문의
도금 전원 시스템의 주요 고조파 발생원
주로 정류 단계(사이리스터 위상 제어 정류 및 스위칭 전원의 입력 전류 왜곡)에서 고조파가 발생합니다.
  • 사이리스터 위상 제어 정류에 의해 발생하는 고조파
    기존 전기 도금용 전원 공급 장치는 일반적으로 사이리스터 위상 제어 정류 기술을 사용합니다. 이 기술은 사이리스터의 점호각을 조정하여 출력 전압을 제어하지만, 작동 중에 전력망으로부터 비정현파 펄스 전류를 끌어와 많은 수의 저차 고조파를 발생시킵니다. 예: 5차 고조파, 7차 고조파, 11차 고조파, 13차 고조파. 이러한 고조파는 전력망 전류 파형의 심각한 왜곡을 유발하여 전체 배전 시스템의 안정적인 작동에 영향을 미칩니다.
  • 스위칭 전원 공급 장치 구조로 인한 고조파
    최근 몇 년 동안 효율성을 개선하고 장비 크기를 줄이기 위해 많은 전기 도금 전원 공급 장치가 스위칭 전원 공급 장치 구조(정류기 + IGBT 인버터)를 채택했습니다. 그러나 이러한 시스템은 일반적으로 전단에 커패시터 필터링 회로를 사용하여 입력 전류에 상당한 펄스 특성이 발생하고 고조파 함량도 높아집니다.
전력 계통에 미치는 고조파의 영향
전력 품질 저하뿐만 아니라 설비 오작동, 배전 설비 과열 등 생산 공정에 다양한 리스크를 초래할 수 있습니다.
  • 1

    장비 과열 및 수명 단축

    고조파 전류는 변압기, 케이블 및 모터와 같은 장비에서 추가 손실을 발생시켜 장비 온도 상승, 절연 노화 가속화 및 장비 손상을 초래합니다.
  • 2

    전기 시스템 간섭

    고조파는 고주파 전자기 간섭을 발생시켜 작업장 내 통신 시스템, 자동 제어 시스템 및 정밀 전자 장비에 영향을 미칩니다. 심각한 경우 오작동이나 시스템 고장을 초래할 수 있습니다.
  • 3

    역률 감소

    고조파는 시스템의 전체 역률을 저하시킵니다. 역률이 전력 회사의 기준 이하로 떨어지면 기업은 추가 전기 요금 패널티를 지불해야 할 수 있습니다.
  • 4

    에너지 낭비 및 안전 위험

    고조파 전류는 본질적으로 비효율적인 전력으로, 시스템 에너지 소비를 증가시키고 변압기 진동, 소음 증가, 심지어 극단적인 경우 과열 및 화재 위험을 초래할 수 있습니다.
도금 전원 고조파 해결 솔루션
현재 산업 분야에서 흔히 사용되는 고조파 해결 방법은 다음과 같습니다.
  • 수동 필터
    수동 필터는 인덕터 및 커패시터와 같은 구성 요소로 구성됩니다. 특정 고조파에 대해 낮은 임피던스 경로를 제공하여 고조파를 흡수합니다.

    장점

    • 간단한 구조
    • 낮은 비용
    • 높은 신뢰성

    단점

    • 더 큰 크기
    • 고정 차수 고조파에만 효과적
    • 시스템 임피던스와 공진할 수 있음
  • 능동 전력 필터(APF)
    능동 전력 필터는 전력 전자 기술을 사용하여 고조파를 실시간으로 감지하고 동일한 크기이지만 반대 방향의 보상 전류를 생성하여 고조파를 상쇄합니다.

    장점

    • 강력한 동적 보상 능력
    • 필터링 효과가 90% 이상에 도달할 수 있음

    단점

    • 높은 비용
    • 전력 장치에 의해 용량이 제한됨
    • 중소 전력 애플리케이션에 더 적합함

위상 변환 단권 변압기 및 다중 펄스 정류의 원리

다중 펄스 정류 구조

다중 펄스 정류 시스템의 일반적인 구조는 다음과 같습니다:

  • 12펄스 정류
  • 18펄스 정류
  • 24펄스 정류

24펄스 정류 시스템을 예로 들면, 위상 변위 단권 변압기는 특정 위상차(일반적으로 **15° 위상차**)를 갖는 여러 세트의 3상 전압을 생성합니다.
이러한 전압은 각각 여러 정류기 브리지에 공급되어 정류됩니다.

고조파 상쇄 원리

서로 다른 정류기 브리지에서 생성된 고조파 전류는 위상이 다르기 때문에 기자력을 사용하여 변압기 1차 측에서 중첩될 때 서로 상쇄됩니다. 예를 들어:

  • 5차 고조파
  • 7차 고조파
  • 11차 고조파
  • 13차 고조파

이러한 저차 고조파는 시스템 내에서 크게 약화되며, 최종적으로 전력망에 유입되는 것은 주로 진폭이 더 작은 고차 고조파(예: 23차 및 25차 고조파)이므로 시스템의 총 고조파 왜곡률이 크게 감소합니다.

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위상차 자기 변압기의 기술적 장점
고조파를 원천적으로 억제할 수 있어 대형 산업용 전원 시스템에서 널리 활용됩니다.
  • 우수한 고조파 억제 능력
    다중 펄스 정류 기술을 사용함으로써 시스템 입력 전류의 총 고조파 왜곡률(THDi)을 일반적으로 5%에서 8% 이내로 제어할 수 있으며, 이는 전력 품질 표준의 요구 사항을 충족합니다.
  • 높은 설비 가동률
    자동 변압기는 전자기 결합과 직접 전도의 조합을 통해 전력을 전송합니다. 기존 절연 변압기와 비교하여 용량 요구 사항을 약 **80% 이상** 줄일 수 있어 장비 크기를 줄이고 시스템 효율성을 향상시킵니다.
  • 높은 구조적 신뢰성
    이 솔루션은 주로 철심, 권선 및 절연 구조로 구성되며, 복잡한 전력 전자 부품이 없습니다. 따라서 다음과 같은 장점이 있습니다: 높은 과부하 용량, 안정적인 작동, 간단한 유지보수. 전기 도금 작업장의 연속 고전력 운전 환경에 이상적입니다.
  • 시스템 역률 개선
    고조파 함량 감소로 인해 시스템 전체 역률이 크게 개선되어 역률 패널티를 피하고 회사의 전기 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다.
위상차 자기 변압기의 전형적인 적용 분야
다펄스 정류 기술을 기반으로 한 전원 시스템은 이미 많은 산업 분야에서 채택되었습니다.
  • 항공우주 및 방위 산업
    핵심 부품의 표면 처리
  • 자동차 제조 산업
    ABS 시스템, 쇼크 업소버, 알루미늄 휠 등의 전기 도금
  • 기계 및 장비 산업
    건설 기계 및 광산 장비의 표면 강화
  • 철강 및 조선 산업
    연속 전기 도금 생산 라인 및 대형 부품 제조

결론

도금용 전원 공급 장치에서 발생하는 고조파는 주로 정류 단계에서 발생하며, 산업용 전력 품질에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.

**다중 펄스 정류 기술과 위상 변이 자동 변압기**를 사용하여 전원 공급 측에서 능동적인 고조파 억제를 달성할 수 있습니다. 서로 다른 정류 브리지에서 발생하는 고조파는 시스템 내에서 상쇄되어 전력망으로 유입되는 고조파 전류를 크게 줄입니다.

이 솔루션은 다음과 같은 장점을 제공합니다.

  • 1. 고효율 고조파 저감
  • 2. 높은 신뢰성
  • 3. 높은 역률
  • 4. 고전력 산업 시나리오에 적용 가능

따라서 도금, 전해, 야금과 같은 고전력 DC 전원 공급 장치 응용 분야에서 **위상 변이 자동 변압기 다중 펄스 정류 솔루션**은 전력 품질을 개선하고 친환경 생산을 달성하기 위한 중요한 기술 경로가 되었습니다.