R – L – C 직렬공진

부하 역률을 개선할 목적으로 계통부하에 병렬로 진상용 콘덴서를 설치하게 되는데 이 때 고조파 및 돌입전류 억제를 위해 직렬리액터 설치를 검토해야 한다.
한데 직렬리액터 선정이 잘 못 될 경우 고조파가 확대돼 오히려 직렬리액터 사용이 더 큰 장해를 불러일으키게 된다.
하여 올바른 직렬리액터 선정의 기초가 되는 R – L – C 직렬 공진에 대해 아래와 같이 살펴 본다.

◇. R L C 직렬 공진 시 여러 현상에 대해 알아본다.

1). 복소 임피던스?

2). 공진 주파수?
      공진은 용량성 리액턴스와 유도성 리액턴스 크기가 같을 떄 발생된다.
      이 둘은 서로 상쇄되므로 무효분은 Zero가 된다.

3). 직렬 공진 회로의 특징?
①. Impedance 최소가 돼 저항 R만 남게 된다.
②. R만의 회로가 돼 전압과 전류의 위상이 같게 된다.
③. 위상이 같게 되므로 역률 100 % 가 된다.
④. Impedance가 최소이므로 전류는 최대가 된다.
⑤. 콘덴서 그리고 리액터 단자전압은 서로 상쇄 돼 전원전압 이 되지만 콘덴서와 리액터에는 높은전압이 가해진다.
(직렬공진 = 전압공진 Voltage Resonance).

4). 각 소자에 인가되는 전압? ( = 공진전류)

5). 전원 측 전압?

공진이 되면 로 이때 전원 측 실효치 전압은 KVL(Kirchhoff’s Voltage Law / 키르히호프의 전압 법칙)에 의거 이 된다.

6). 공진 전류?

7). 선택도(Quality Factor), 전압 확대도?

8). R L C 직렬 공진 조건이 아래와 같을 때

①. 공진 주파수?

②. 공진 전류(전원 측)?


③. 콘덴서 측 단자전압?

④. 리액터 측 단자전압?

⑤. 선택도(전압 확대도)?

9). 공진 차수?

10). 2.65차 공진을 피하기 위한 직렬리액터?

용량성 리액턴스에 대한 유도성 리액턴스 比를 14.20(16) % 이상으로 한다.