Top 31 고조파 왜곡 92 Most Correct Answers

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THD는 기기의 비선형성(플랫하지 않은 반응)에 의해서 입력하지 않은 신호까지 출력에 나타나는 것을 말하는데 기기의 선형적 반응을 나타내는 평가방법입니다.


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카로안의 Sound&IT 스토리 : 네이버 블로그

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THD

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THD
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THD(Total Harmonic Distortion, 고조파왜곡)이란? THD 계산방법

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THD(Total Harmonic Distortion 고조파왜곡)이란 THD 계산방법

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THD(Total Harmonic Distortion, 고조파왜곡)이란? THD 계산방법
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고조파 왜곡

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고조파 왜곡
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총 고조파 왜곡

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총 고조파 왜곡
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총 고조파 왜곡 (THD)이란 무엇입니까?

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총 고조파 왜곡 (THD)이란 무엇입니까?
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고조파 왜곡 분석하기
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    – MathWorks 한국 이 예제에서는 입력 신호에 잡음이 있어 비선형성을 나타내는 간단한 증폭기 모델의 출력값을 살펴봅니다. 그런 다음 입력값 감쇠를 통해 어떻게 고조파 왜곡을 줄일 수 … …
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    – MathWorks 한국 이 예제에서는 입력 신호에 잡음이 있어 비선형성을 나타내는 간단한 증폭기 모델의 출력값을 살펴봅니다. 그런 다음 입력값 감쇠를 통해 어떻게 고조파 왜곡을 줄일 수 … 잡음의 영향을 받고 있는 약한 비선형 시스템의 고조파 왜곡을 분석합니다.
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고조파 왜곡 분석하기
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고조파 왜곡 분석하기
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THD의 복소 성분을 이용한 고조파 왜곡 환경에서의 전력 계산

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THD의 복소 성분을 이용한 고조파 왜곡 환경에서의 전력 계산
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사인파 (또는 모든 형태의 신호) 형태의 입력 신호를 어떤 전자 회로 출력은 동일한 유형의 신호 여야합니다. 이는 출력도 동일한 형태의 신호가 사인파이어야 함을 의미합니다. 출력이 입력 신호의 동일한 복제본이 아니거나 출력이 입력 신호와 같지 않으면 그 차이를 왜곡이라고합니다. 이러한 왜곡으로 인해 출력이 입력과 동일하지 않습니다. 이 예를 사용하여 고조파 왜곡을 정의 할 수 있습니다. 5V 입력 신호가 회로에 적용되면 출력 신호에는 2V 전압 만 있습니다. 왜곡으로 인해 신호가 전압을 잃었 음을 나타냅니다. 이것은 다음에서 발생합니다. 증폭기 , 전력 증폭기 및 변조 기술 등. 이러한 왜곡을 줄이는 다양한 기술이 있으며 왜곡 수준을 계산하는 데 사용할 수있는 방법과 공식은 거의 없습니다. 이 기사에서는 고조파 왜곡, 정의, 분석, 원인 등에 대해 설명합니다.

고조파 왜곡이란 무엇입니까?

기본 주파수를 곱하는 정수처럼 고조파라는 단어를 ‘고조파’라고합니다. 여기서 고조파는 주파수가 기준 신호의 정수배 인 신호 유형입니다. 다른 방법으로 신호의 주파수와 기준 신호의 주파수 사이의 비율로 정의 할 수 있습니다. 예를 들어, X는 주파수가 fHz 인 입력 AC 신호입니다.

고조파 왜곡 입력 신호

신호 X가 표시 될 때 CRO 그러면 신호 X가 f Hz마다 반복되는 것처럼 보입니다. 여기서 신호 X는 기준 신호이며 CRO에 표시되는 신호는 2f, 3f, 4f 등과 같은 주파수를가집니다. 이론적으로 신호에는 무한 고조파가 포함됩니다. 아래 두 그림은 입력이 회로에 적용될 때 입력 신호와 왜곡 된 출력을 나타냅니다.

고조파 왜곡 출력 왜곡 신호

양의주기와 음의주기의 동일한 시간주기를 갖는 신호가 있으면 이러한 신호를 대칭 신호라고하며 홀수 고조파가 나타날 수 있습니다 (기본 주파수의 3, 5 등을 곱함). 신호의 양의주기와 음의주기가 같지 않은 경우 이러한 신호를 비대칭 신호라고하며 고조파 (기본 주파수의 2, 4 등을 곱함) 및 DC가 나타날 수도 있습니다. 구성 요소 비대칭 신호에도 나타날 수 있습니다.

위 그림에서 기본 신호 주파수는 100Hz이고 고조파는 100Hz와 같은 기준 신호 주파수에 대해 서로 다른 주파수에 존재합니다.

신호에서 고조파 왜곡

신호에 고조파 왜곡이 있고 고조파 주파수 성분이 존재하는 경우 특정 고조파 레벨에서 이러한 왜곡의 백분율을 찾는 것은 다음과 같습니다.

% n 번째 고조파 왜곡 = [Pn] / [P1} * 100

[Pn] = n 번째 주파수 성분의 진폭

[P1] = 기본 신호 주파수의 진폭

전자 회로에 사용되는 부품의 비선형 특성으로 인해 왜곡이 발생할 수 있습니다. 이러한 구성 요소는 비선형 특성을 나타낼 수 있으며 이로 인해 신호 왜곡이 발생합니다. 전력 시스템에는 5 가지 유형의 고조파 왜곡이 있습니다. 그들은

주파수 왜곡

진폭 왜곡

위상 왜곡

상호 변조 왜곡

왜곡 교차

고조파 왜곡 분석

이 왜곡 분석은 고유 한 유형의 분석입니다. 이 유형에서는 단일 주파수 정현파 신호가 회로 및 그 출력에 적용되고 왜곡이 측정되고 분석됩니다.

입력 신호가 회로에 적용될 때 구성 요소의 비선형 특성으로 인해 출력 신호에서 왜곡이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 기준 신호가 다른 주파수 지점에서 출력에 나타날 수 있습니다. 총 고조파 왜곡 측정 기법으로 왜곡을 분석하면 총 고조파 왜곡 (THD), 총 고조파 왜곡 + 잡음 (THDN), 신호 대 잡음 및 왜곡 (SINAD), 신호 대 잡음비 (SNR)의 값을 알 수 있습니다. 및 기본 주파수에 대한 n 번째 고조파 값. 이 총 고조파 왜곡 측정 방법으로 입력 및 출력 전압과 입력 및 출력 전력을 알 수 있습니다.

고조파 왜곡 원인

고조파 왜곡의 주된 이유는 전자 부품의 비선형 부하 및 비선형 특성입니다. 비선형 부하는 적용된 입력 전압으로 임피던스를 변경합니다. 이로 인해 출력 신호에서 왜곡이 발생합니다. 그리고 회로에 사용되는 부품도 비선형 성 특성을 보여줍니다. 이것은 또한 출력에서 ​​고조파의 발달로 이어집니다. 고조파 왜곡 회로로 인해 열이 발생하고 출력이 입력과 동일하지 않습니다. 이 효과는 모든 회로에 유해합니다.

고조파 왜곡 분석기

고조파 왜곡 계수를 찾는 것은 모든 회로에서 가장 중요합니다. 이 값으로 이러한 왜곡을 분석 할 수 있습니다. 총 고조파 왜곡 (THD)은 전류 신호의 총 고조파 왜곡과 전압 신호의 총 고조파 왜곡을 찾는 데 가장 유용한 기술입니다.

THD는 모든 고조파 신호의 RMS 값과 기본 신호 주파수의 RMS 값 사이의 비율로 정의 할 수 있습니다.

현재 THD – 위의 설명에 따라 전류에 대한 총 왜곡은 THDi로 표시됩니다.

현재 THDi

여기서 In은 n 번째 고조파 신호의 RMS 전류이고 I1은 기본 신호의 RMS 값입니다.

전압 THD – THDi와 동일하게 전압의 총 고조파 왜곡은 THDv로 표시됩니다.

전압 -THDv

여기서 Vn은 n 차 고조파의 전압이고 V1은 기본 신호의 전압입니다. 총 고조파 왜곡 (THD)은 고속 푸리에 변환 (FFT)을 사용하여 시스템의 비선형 동작을 분석합니다.

총 고조파 왜곡 더 많은 소음 (THDN) 잡음 성분과 함께 고조파의 RMS 값에 대한 기본 신호의 RMS 값의 비율로 정의됩니다.

따라서 이것은 Harmonic에 관한 모든 것입니다. 왜곡 . 위의 정보로부터 마지막으로 이것이 출력 신호를 위반할 수 있기 때문에 시스템에서 가장 중요한 매개 변수라는 결론을 내릴 수 있습니다. 그리고 이것은 THD 인자로 분석 할 수 있으며 시장에서 사용 가능한 기술과 장치로 줄일 수 있습니다. 고조파 왜곡의 적용은 무엇입니까?

THD(Total Harmonic Distortion, 고조파왜곡)이란? THD 계산방법

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THD(Total Harmonic Distortion, 고조파왜곡)이란?

그림1

그림1은 VibrationView 라는 소프트웨어로 30Hz 사인파를 만들어서 그래프로 나타낸 것이다. 그림1의 위쪽 그림은 시간에 따른 30Hz 사이파이고 아래 그림은 주파수에 따른 그래프이다.

만일 완벽한 30Hz 사인파라면 그림1의 아래 그림은 30Hz에서 하나의 선으로 표기된 형태가 되어야 하지만 보다시피 30Hz에서 큰 값을 가지고 주변 주파수에서도 에너지가 있음을 알 수 있다.

현실에서 완벽한 사인파(Sine wave)는 존재할 수 없다.

위 명제에 따라 엔지니어가 만들어내는 사이파는 이상적인 값이 아니라는 점을 인지하고 진행하여야 한다. 하지만 최대한 사인파에 가까워야지 사인파 관련 이론들을 적용할 수 있다. 그렇기 때문에 어느정도의 왜곡이 발생했는지를 알려주는 척도로 THD(Total Harmonic Distortion) 를 계산하게 되었다.

THD(Total Harmonic Distortion) 계산 방법

기본 주파수와 Harmonic 주파수 성분 (2번째 부터)의 RMS(Root mean square) 비로 THD를 표현한다. 30Hz 주파수 사인파에 대한 THD를 구할 경우 60Hz, 120Hz, 180Hz, …. 의 Harmonic과의 비로 구하는 것이다.

그림2

그림2는 앞서 정의를 수식으로 표현한 것이다. THD의 단위는 %(백분율)로 나타낸다.

진동시험기 / 진동장비 검증용으로 THD 검사하기

진동 시험기를 검증하는 방법으로 사인스윕(Sine sweep)파형을 걸고 THD를 확인하는 방법이 있다.

그림3

그림3은 VibrationViewer 소프트웨어를 이용해서 사인스윕을 20Hz ~1500Hz를 걸고 THD를 측정한 것이다. 녹색 선은 초기에 측정한 값으로 1.0% 이하로 사인파에 왜곡이 거의 없음을 알 수 있다. 빨간색 선은 진동시험기에 임의로 렌치를 올려서 왜곡이 발생하게 만들었다. 일반적으로 THD가 10% 이상일 경우 파형에 왜곡이 있다고 생각하한다. 그림처럼 고주파 영역에서 이전에 측정한(녹색)과 차이가 벌어지고 왜곡이 발생함을 알 수 있다.

참조링크>>

Total Harmonic Distortion (THD)

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고조파 왜곡

고조파 왜곡 전원의 비선형 소자로 인해 발생합니다.체계. 비선형 소자는 전류가인가 된 전압에 비례하지 않는 소자입니다. 그림 1은 전압과 전류가 표시된 곡선에 따라 달라지는 단순한 비선형 저항에 적용된 정현파 전압의 경우에이 개념을 보여줍니다. 인가 된 전압이 완벽하게 정현파 인 동안, 결과적인 전류는 왜곡된다.

전압을 몇 퍼센트 증가 시키면 전류가 두 배가되고 다른 파형을 나타낼 수 있습니다. 이것은 전원 시스템에서 대부분의 고조파 왜곡의 원인입니다.

그림 1 비선형 저항으로 인한 전류 왜곡.

그림 2 임의의주기적이고 왜곡 된 파형이 사인 곡선의 합으로 표현 될 수 있음을 보여줍니다. 파형이 한 사이클에서 다음 사이클까지 동일 할 때, 순수한 사인파 각 사인 곡선의 주파수는왜곡 된 파의 기본 주파수의 정수배. 이 배수는 기본의 고조파라고하며, 따라서이 주제의 이름입니다.

정현파의 합을 a 푸리에 급수그 개념을 발견 한 위대한 수학자의 이름을 따서 지었다.

위의 특성 때문에 푸리에 시리즈개념은 고조파 문제를 분석하는 데 보편적으로 적용됩니다. 시스템은 이제 각 고조파에서 개별적으로 분석 할 수 있습니다. 또한 각 고조파의 사인 곡선의 시스템 응답을 개별적으로 찾아내는 것은 전체 왜곡 된 파형의 경우와 비교하여 훨씬 간단합니다. 각 주파수의 출력은 결합되어 새로운 주파수를 형성합니다 푸리에 급수원하는 경우 출력 파형을 계산할 수 있습니다.

종종, 고조파의 크기 만관심의 대상. 파형의 포지티브 및 네거티브 하프 사이클 모두 동일한 형상을 가질 때, 푸리에 시리즈는 홀수 고조파만을 포함합니다. 대부분의 일반 고조파 생성 장치는 두 극성 모두에서 동일하게 보이므로 대부분의 전력 시스템 연구에있어 더욱 단순화되었습니다. 사실 고조파의 존재는 부하 장치 나 측정에 사용되는 변환기와 관련하여 문제가 있다는 것을 알 수 있습니다.

아크가 무작위 인 경우 반 파장 정류기 및 아크로 같은 주목할만한 예외가 있습니다.

그림 2 왜곡 된 파형의 푸리에 급수 표현

일반적으로 고차 고조파 (시스템에 따라 25 ~ 50 위의 범위)는 전력 시스템 분석에는 무시할 수 있습니다.

그들은 저전력으로 간섭을 일으킬 수 있지만전자 장치는 대개 전원 시스템에 손상을주지 않습니다. 또한 이러한 주파수에서 전력 시스템을 모델링하기에 충분히 정확한 데이터를 수집하는 것도 어렵습니다. 주파수 범위에서 시스템 공명이있는 경우이 예외가 발생합니다. 이러한 공진은 전자 전력 변환기의 과도 전류를 노칭하거나 전환하여 여기 될 수 있습니다. 이로 인해 여러 개의 제로 크로싱이있는 전압 파형이 타이밍 회로를 방해합니다. 이러한 공진은 일반적으로 지하 케이블을 사용하지만 역률 보정 커패시터가없는 시스템에서 발생합니다.

전원 시스템이 시리즈로 묘사 된 경우션트 소자의 경우, 종래의 실시 예에서 시스템의 비선형 성의 대부분이 션트 소자 (즉,로드)에서 발견된다. 전력 전달 시스템의 직렬 임피던스 (즉, 소스와 부하 사이의 단락 임피던스)는 현저하게 선형 적이다. 트랜스포머에서조차도 고조파의 소스는 일반적인 “T”모델의 션트 브랜치 (자화 임피던스)입니다. 누설 임피던스는 선형입니다.

따라서, 고조파 왜곡의 주요 원인궁극적으로 최종 사용자로드가됩니다. 이는 고조파 왜곡을 경험하는 모든 최종 사용자가 자체적으로 중요한 고조파 원천을 갖지만 고조파 왜곡은 일반적으로 최종 사용자의 부하 또는 부하 조합에 기인한다고 말하지는 않습니다.

출처: Roger C. Dugan / Mark F. McGranaghan의 전력 시스템 품질

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