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기존 및 최신항공기 전력계통에서 능동전력필터에 의한 고조파 감소

전문가 제언: ○ 항공기 전력계통은 고효율의 신뢰성 있는 전력전자 변환기의 발전으로 요 몇 년 새에 괄목할 만한 변화를 가져왔다. 따라서 기존 항공기의 유압장치를 전기 또는 전기유압장치(EHA: Electro-hydrostatic Actuators)로 대체하는 MEA(More Electric Aircraft)로 발전하게 한다. 앞으로 이러한 발전에 힘입어 항공기의 모든 2차 전력은 전기네트워크를 통해 전송되고, 비행 중 항공기 전력계통은 고전압 DC 구조로 모든 전기 개념이 진화될 것이다. 이러한 변화는 주로 제어계통의 중량 감소, 효율향상 및 신뢰성과 유지보수성의 개선을 가져오게 한다.

○ 기존 항공기의 전력계통(EPS : Electric Power Systems)은 모터 발전기 세트에 의해 400㎐의 3상 115V 교류를 모선에 공급하고 모선에서 AC부하로, 그리고 DC 부하는 12펄스 변환기에 의해 공급받는다. 그러나 이 경우 전력전자 변환기나 다양한 비선형 부하로 인한 고조파 성분이 EPS에 포함되게 된다. 이러한 고조파 성분은 EPS 전압의 왜형, 불평형 및 역률 악화 등을 초래하게 되어 항공기 통신, 제어계통 및 항법장치 등에 영향을 주어 안전에 문제가 될 수 있다.

○ 따라서 이러한 높은 고조파 성분을 완화하거나 제거하기 위해서 능동필터(APF)나 피동형 필터(PF)를 발전기 출력에 설치하고, C뱅크를 부하측에 설치하여 고조파 성분을 최소화하고 역률을 개선할 필요가 있다. 그러나 일반적으로 APF가 PF에 비하여 항공기 전력계통의 품질 개선에서 더 유리한 것으로 나타나고 있다.

○ 이 글에서 기술한 APF에 의한 고조파 성분 감소가 기존 및 선진 EPS에서 모두 양호한 것을 보여 주었고, 실제로 IEEE-519 및 MIL-STD-704E 표준에 비하여 더 낮은 고조파 성분을 보여주어 그 실용성이 증명되었다.

저자: A. Eid, M. Abdel-Salamb, H. El-Kishky, T. El-Mohandes
자료유형: 학술정보