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KR101567714B1 - 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치 및 그 방법 Download PDF

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KR101567714B1
KR101567714B1 KR1020140089053A KR20140089053A KR101567714B1 KR 101567714 B1 KR101567714 B1 KR 101567714B1 KR 1020140089053 A KR1020140089053 A KR 1020140089053A KR 20140089053 A KR20140089053 A KR 20140089053A KR 101567714 B1 KR101567714 B1 KR 101567714B1
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최상호
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가톨릭대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치는 역률 측정 대상 장치에서 발생된 전원신호의 전류 및 전압을 감지하는 센서부, 상기 센서부에서 감지된 아날로그 형태의 상기 전류 및 전압신호를 디지털 형태의 데이터로 변환하는 A/D변환부, 상기 변환된 상기 전류 및 전압데이터의 RMS값을 연산하는 RMS연산부, 상기 A/D변환부에서 변환된 전류데이터의 고조파를 위상변화 없이 제거하는 제로위상 저역필터부, 상기 전류데이터가 상기 제로위상 저역필터부를 통과하며 지연된 시간만큼 상기 전압데이터를 지연시켜 상기 전류데이터와 상기 전압데이터를 동조시키는 지연부, 그리고 상기 RMS연산부에서 획득한 RMS 값, 상기 제로위상 저역필터부에 의해 필터링 된 전류데이터, 그리고 상기 지연된 전압데이터를 이용하여 역률을 연산하는 제어부를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 위상 변화 없이 고조파를 제거한 전류신호를 이용하여 신뢰성 있는 역률을 측정할 수 있다. 또한, 신뢰성 있는 역률 측정으로 저탄소 녹색성장에 부합하는 시스템 및 전자기기를 개발할 수 있다.

Description

제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치 및 그 방법{Power Factor Measurement Device using Zero-Phase Low-Pass Filter and Method Thereof}
본 발명은 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위상 변화 없이 고조파를 제거한 전류신호를 이용하여 정확한 역률을 측정하는 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
정부의 환경 및 에너지 정책의 일환인 저탄소 녹색성장을 위해 전자기기의 역률 측정이 필수 요소가 되었다. 정부에서는 녹색 인증제를 운영하며, 조명기기, 반도체, 전기자동차 등의 역률 기준을 정하고, 기준에 합당한 기술 및 제품은 녹색기술 인증을 부여한다.
여기서, 역률이란 전력공급회사가 전력 수요처에 공급하는 전기가 얼마나 유효하게 일을 하는지의 비율을 의미한다. 역률이 낮다는 것은 전기가 실제로 일을 하지 못하고 낭비되는 무효전력이 크다는 의미이다.
교류회로에서는 전기기기에 실제로 인가된 전류와 전압의 실효값의 곱이 반드시 전력이 되지는 않는다. 그래서 전압과 전류의 곱인 피상전력에 전압과 전류간의 위상 차인 역률각의 cos값인 역률을 곱해야 비로소 부하에서 실제로 소비되는 유효전력을 연산할 수 있다.
역률은 회로 내의 실효전력과 피상전력을 모두 측정한 후, 실효전력을 피상전력으로 나누어 연산하거나, 디지털 장비를 이용하여 전압과 전류 파형 간의 시간차를 직접 측정하여 역률을 연산할 수도 있다.
그러나 파형 간의 시간차를 직접 측정하여 역률을 연산하는 방법은 전압과 전류가 사인 파형일 때만 정확한 역률 값을 연산 할 수 있다. 하지만 전력을 효율적으로 변환시키기 위하여 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 내장한 전자기기가 발생하는 전류신호에는 기본파인 60Hz 성분 외에 다량의 고조파 성분이 포함되어 있다.
여기서, 고조파는 역률 측정 대상 장치에 내장된 SMPS, 전력변환장치, 송전 선로의 코로나, 변압기 및 전동기의 여자전류 등 다양한 원인으로 발생한다. 이와 같은 고조파로 인하여 전력 손실이 증가하고, 기기가 과열되며, 진동과 소음이 발생하기도 한다. 그리고 고조파는 정확한 역률 측정을 어렵게 할 뿐만 아니라 기기의 역률도 저하시킨다. 따라서, 고조파가 포함된 전류데이터를 이용하면, 역률 측정의 신뢰성이 저하되며 정확한 역률을 측정할 수 없다.
즉 기존의 역률 측정방법에 따르면 전류에 포함된 고조파를 제거하기 어렵기 때문에 신뢰성 있는 역률 측정을 할 수 없다. 또한 이러한 한계점은 고효율 그린에너지 시스템 및 장치 개발에 있어 주요 제한 요인이 되고 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제2001-092960호(2001. 10. 27 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은 위상 변화 없이 고조파를 제거한 전류신호를 이용하여 정확한 역률을 측정하는 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치는, 역률 측정 대상 장치에서 발생된 전원신호의 전류 및 전압을 감지하는 센서부, 상기 센서부에서 감지된 아날로그 형태의 상기 전류 및 전압신호를 디지털 형태의 데이터로 변환하는 A/D변환부, 상기 변환된 상기 전류 및 전압데이터의 RMS값을 연산하는 RMS연산부, 상기 A/D변환부에서 변환된 전류데이터의 고조파를 위상변화 없이 제거하는 제로위상 저역필터부, 상기 전류데이터가 상기 제로위상 저역필터부를 통과하며 지연된 시간만큼 상기 전압데이터를 지연시켜 상기 전류데이터와 상기 전압데이터를 동조시키는 지연부, 그리고 상기 RMS연산부에서 획득한 RMS 값, 상기 제로위상 저역필터부에 의해 필터링 된 전류데이터, 그리고 상기 지연된 전압데이터를 이용하여 역률을 연산하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는, 다음의 수학식과 같이 연산하여 역률을 연산할 수 있다.
Figure 112014066379189-pat00001
여기서 PF는 역률이고, N은 제로위상 저역필터의 차수를 의미하고, d는 상기 제로위상 저역필터에 의하여 지연된 시간을 의미하며,
Figure 112014066379189-pat00002
는 상기 고조파가 제거된 전류데이터이고,
Figure 112014066379189-pat00003
는 상기 지연된 전압데이터이며,
Figure 112014066379189-pat00004
,
Figure 112014066379189-pat00005
는 각각 상기 RMS연산부에서 획득한 전류 및 전압데이터의 RMS 값이다.
상기 제어부는, 상기 제로위상 저역필터부에 의해 필터링 된 전류데이터의 RMS값을 연산할 수 있다.
상기 제어부는, 다음의 변위역률을 이용하여 역률을 연산할 수 있다.
Figure 112014066379189-pat00006
,
Figure 112014066379189-pat00007
여기서, PF는 역률이고, DPF는 변위역률이며, N은 제로위상 저역필터의 차수를 의미하고, d는 상기 전류데이터가 상기 제로위상 저역필터를 통과하며 지연된 시간을 의미하며,
Figure 112014066379189-pat00008
는 상기 필터링 된 전류데이터이고,
Figure 112014066379189-pat00009
는 상기 지연된 전압데이터이며,
Figure 112014066379189-pat00010
,
Figure 112014066379189-pat00011
는 각각 상기 RMS연산부에서 획득한 전류 및 전압데이터의 RMS 값이고,
Figure 112014066379189-pat00012
는 상기 필터링 된 전류데이터의 RMS값이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 방법은, 센서부가 역률 측정 대상 장치에서 발생된 전원신호의 전류 및 전압을 감지하는 단계, A/D 변환부가 상기 감지된 아날로그 형태의 상기 전류 및 전압신호를 디지털 형태의 데이터로 변환하는 단계, RMS 연산부가 상기 변환된 상기 전류 및 전압데이터의 RMS값을 연산하는 단계, 제로위상 저역필터부가 상기 디지털 형태로 변환된 전류데이터의 고조파를 위상변화 없이 제거하는 단계, 지연부가 상기 전류데이터가 상기 제로위상 저역필터부를 통과하며 지연된 시간만큼 상기 전압데이터를 지연시켜 상기 전류데이터와 상기 전압데이터를 동조시키는 단계, 그리고 제어부가 상기 RMS값을 연산하는 단계에서 획득한 RMS 값, 고조파 제거 단계에서 필터링 된 전류데이터, 그리고 상기 지연된 전압데이터를 이용하여 역률을 연산하는 단계를 포함한다.
따라서 본 발명에 따르면 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치 및 그 방법을 이용함으로써, 위상 변화 없이 고조파를 제거한 전류신호를 이용하여 신뢰성 있는 역률을 측정할 수 있다.
또한, 신뢰성 있는 역률 측정으로 저탄소 녹색성장에 부합하는 시스템 및 전자기기를 개발할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 1에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치의 동작을 더욱 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4는 S210 단계에서 획득한 전류 및 전압신호를 나타낸 도면이다.
도 5는 S240 단계를 통과하며 발생한 비인과성 문제를 해결하기 위하여 전압신호에 가하는 지연을 설명하기 위한 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이하에서는 도 1을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치의 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치(100)는 센서부(110), A/D 변환부(120), RMS 연산부(130), 제로위상 저역필터부(140), 지연부(150), 제어부(160)를 포함하여 구성된다.
센서부(110)는 역률 측정 대상 장치에서 발생한 전원신호의 전류 및 전압신호를 감지한다.
A/D 변환부(120)는 센서부(110)에서 감지된 아날로그 형태의 전류 및 전압신호를 디지털 형태의 전류 및 전압데이터로 변환한다.
RMS 연산부(130)는 A/D 변환부(120)에서 변환된 전류 및 전압데이터의 RMS값을 연산한다. 여기서 RMS(Root Mean Square)값은 제곱 평균 제곱근 값을 의미한다.
제로위상 저역필터부(140)는 A/D 변환부(120)에서 변환된 전류데이터의 고조파를 위상변화 없이 제거한다. 제로위상 저역필터에는 비인과성 문제가 내재되어 있으며, 제로위상 저역필터부(140)를 통과한 전류데이터는 일정시간만큼 지연된다.
지연부(150)는 제로위상 저역필터로 인한 비인과성을 보상시키기 위한 것이다. 제로위상 저역필터부(140)를 통과한 전류데이터가 지연된 시간만큼 전압데이터의 현재 시험을 과거로 지연시켜 전류데이터와 전압데이터를 동조시킨다.
마지막으로 제어부(160)는 RMS 연산부(130)에서 연산된 전류 및 전압데이터의 RMS값, 제로위상 저역필터부(140)에 의해 필터링 된 전류데이터, 지연부(150)에서 지연된 전압데이터를 이용하여 역률을 연산한다.
또한, 제어부(160)는 제로위상 저역필터부(140)에 의해 필터링 된 전류데이터의 RMS값을 구할 수 있으며, 이를 이용하여 역률을 구할 수도 있다.
이하에서는 도 2내지 도 5를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 방법에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3은 도 1에 따른 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치의 동작을 더욱 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4는 S210 단계에서 획득한 전류 및 전압신호를 나타낸 도면이다.
먼저, 센서부(110)는 역률 측정 대상 장치에서 발생한 전원신호를 감지하여 아날로그 형태의 전류신호
Figure 112014066379189-pat00013
및 전압신호
Figure 112014066379189-pat00014
를 획득한다(S210).
여기서, 역률 측정 대상 기기는 전원을 이용한 각종 장치일 수 있으며, 특히 조명 시스템일 수 있다.
그리고, 센서부(110)를 통해 획득한 전류신호
Figure 112014066379189-pat00015
에는 도4에 도시된 것처럼 피크 형태의 고조파 성분이 포함될 수 있다(도 4에서는 빨간색으로 표시됨).
A/D 변환부(120)는 센서부(110)로부터 전류 및 전압신호를 입력받아 디지털 형태의 전류 및 전압데이터로 변환된다(S220). 여기서
Figure 112014066379189-pat00016
,
Figure 112014066379189-pat00017
는 각각 A/D 변환부(120)에서 디지털 형태로 변환된 전류데이터 및 전압데이터를 나타낸다.
그리고 RMS 연산부(130)는
Figure 112014066379189-pat00018
및
Figure 112014066379189-pat00019
의RMS값을 연산한다(S230). RMS는 제곱 평균 제곱근 값을 나타내며, 연산결과 획득한
Figure 112014066379189-pat00020
는 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00021
의 RMS값이고,
Figure 112014066379189-pat00022
는 전압데이터
Figure 112014066379189-pat00023
의 RMS값이다. 이와 같은
Figure 112014066379189-pat00024
,
Figure 112014066379189-pat00025
는 후술할 S270 단계에서 역률을 연산할 때 사용된다.
제로위상 저역필터부(140)는 디지털 형태로 변환된 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00026
에 잔존하는 고조파 성분을 제거하는 필터링 과정을 수행하여 고조파가 제거된
Figure 112014066379189-pat00027
를 생성한다(S240).
따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 제로위상 저역필터부(140)를 통해 고조파를 제거한 전류데이터를 사용하므로 정확한 역률 측정이 가능하다.
본 발명의 실시예에 따르면 고조파를 필터링하기 위하여, 차단주파수
Figure 112014066379189-pat00028
또는
Figure 112014066379189-pat00029
를 갖는 제로위상 저역필터부(140)에 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00030
를 통과시키는 것이 바람직하다.
제로위상 저역필터부(140)는 필터링 후 모든 통과 대역에서 입력신호의 위상 변화가 없는 제로위상필터의 기능과 주파수 저역 부분을 통과시키는 저역필터 기능을 모두 수행한다. 제로위상 저역필터부(140)는 입력 신호의 위상에는 아무런 영향을 미치지 않으면서 진폭스펙트럼만 변화시키므로 위상 변화 없이 고조파를 제거할 수 있다. 그리고 주파수의 저역 부분을 통과시키는 저역필터는 주파수의 범위가 0이상이고, 차단주파수
Figure 112014066379189-pat00031
미만인 통과대 주파수만 통과시켜 출력한다. 차단주파수
Figure 112014066379189-pat00032
이상의 주파수인 감쇠대 주파수는 출력되지 못하므로 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00033
에 포함된 고조파를 제거할 수 있다.
따라서, 제로위상 저역필터부(140)를 통과한 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00034
는 도4의 파란색으로 도시한 바와 같이 고조파가 제거된다. 그리고 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00035
는 제로위상 저역필터부(140)를 통과하면서 d = (N-1)/2 (필터의 차수N가 홀수 값을 가정시)만큼 지연된다. 따라서 제로위상 저역필터부(140)를 통과한 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00036
는 고주파 성분이 필터링 되고, d만큼 지연된 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00037
가 생성된다.
한편, 지연부(150)는 제로위상 저역필터부(140)를 통과한 전류데이터의 지연으로 발생한 비인과성 문제를 보완하기 위하여 전원신호의 정상성 또는 준정상성 특성을 이용한다. 지연부(150)는 비인과성을 보상시키고, 전류신호와 전압신호를 동조시키기 위하여 전압데이터
Figure 112014066379189-pat00038
에 d만큼의 지연을 가하여 지연된 전압데이터
Figure 112014066379189-pat00039
를 생성한다(S250). 지연부(250)는 제로위상 저역필터부(140)를 통과하며 지연된 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00040
와 동조시키기 위하여 동일한 지연을 가하도록 한다.
도 5는 S240 단계를 통해 발생한 비인과성 문제를 해결하기 위하여 전압신호에 가하는 지연을 설명하기 위한 도면이다.
지연부(150)는 현재 시점인 t를 d만큼 늦춘 t-d를 t ' 로 갱신하며, t'를 현재 시점으로 간주한다. 갱신 전의 현재 시점인 t가 갱신 후에는 미래시점인 t'+d로 갱신되며, 갱신 전의 대과거 시점인 t-2d는 갱신 후 t'-d인 과거시점으로 갱신된다. 즉 갱신 후의 시점이 갱신 전의 시점보다 한 시제씩 앞당겨진다. 이러한 갱신을 통하여 전류데이터가 지연된 d만큼 전압데이터를 d만큼 지연함으로써 전류와 전압의 위상을 동조시킨다..
제어부(160)는 필터링 된 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00041
의 RMS값인
Figure 112014066379189-pat00042
를 생성한다(S260).
Figure 112014066379189-pat00043
는 후술할 S270 단계에서 역률 연산을 위한 변위역률 DPF 연산할 때 사용된다.
다음으로 제어부(160)는 역률 측정 대상 장치의 역률을 계산한다(S270).
제어부(160)는 S250 단계의 결과를 이용하거나, S260 단계의 결과를 이용하여 역률을 계산할 수 있다.
먼저, 제어부(160)는 S250 단계의 결과를 다음의 수학식 1에 적용하여 역률을 계산할 수 있다.
Figure 112014066379189-pat00044
수학식 1에서, PF는 역률이고, N은 제로위상 저역필터의 차수를 의미하고, d는 상기 제로위상 저역필터에 의하여 지연된 시간을 의미하며,
Figure 112014066379189-pat00045
는 상기 고조파가 제거된 전류데이터이고,
Figure 112014066379189-pat00046
는 상기 지연된 전압데이터이며,
Figure 112014066379189-pat00047
,
Figure 112014066379189-pat00048
는 각각 상기 RMS연산부에서 획득한 전류 및 전압데이터의 RMS 값을 의미한다.
수학식 1과 같이 제어부(160)는 전압데이터
Figure 112014066379189-pat00049
의 RMS값인
Figure 112014066379189-pat00050
, 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00051
의 RMS값인
Figure 112014066379189-pat00052
, 필터링 된 전류데이터
Figure 112014066379189-pat00053
, 지연된 전압데이터
Figure 112014066379189-pat00054
, 제로위상 저역필터부(140)의 필터 차수를 나타내는 N, 제로위상 저역필터부(140)를 통과하며 발생한 비인과성을 보상시키기 위하여 가해진 지연시간 d를 이용하여 역률을 연산한다.
한편, 제어부(160)는 S260 단계에서 연산한
Figure 112014066379189-pat00055
를 이용하여 수학식 2 및 3에 따라 역률을 연산할 수도 있다.
Figure 112014066379189-pat00056
Figure 112014066379189-pat00057
수학식 2및 수학식 3에서, PF는 역률이고, DPF는 변위역률이며, N은 제로위상 저역필터의 차수를 의미하고, d는 상기 제로위상 저역필터를 통과하며 지연된 시간을 의미하며,
Figure 112014066379189-pat00058
는 상기 고조파가 제거된 전류데이터이고,
Figure 112014066379189-pat00059
는 상기 지연된 전압데이터이며,
Figure 112014066379189-pat00060
,
Figure 112014066379189-pat00061
는 각각 상기 RMS연산부에서 획득한 전류 및 전압데이터의 RMS 값이고,
Figure 112014066379189-pat00062
는 상기 제로위상 저역필터부에 의해 필터링 된 전류데이터의 RMS값이다.
수학식 2와 같이, 제어부(160)는 변위역률DPF를 연산하고, 변위역률 DPF에 S260 단계에서 연산된
Figure 112014066379189-pat00063
를 곱하고, S230 단계에서 연산된
Figure 112014066379189-pat00064
로 나누어 연산한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 제로위상 저역필터를 이용함으로써, 위상 변화 없이 고조파를 제거한 전류신호를 이용하여 신뢰성 있는 역률을 측정할 수 있다.
또한, 신뢰성 있는 역률 측정을 통하여 저탄소 녹색성장에 부합하는 시스템 및 전자기기를 개발할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 역률 측정 장치 110 : 센서부
120 : A/D 변환부 130 : RMS 연산부
140 : 제로위상 저역필터부 150 : 지연부
160 : 제어부

Claims (8)

  1. 역률 측정 대상 장치에서 발생된 전원신호의 전류 및 전압을 감지하는 센서부,
    상기 센서부에서 감지된 아날로그 형태의 상기 전류 및 전압신호를 디지털 형태의 데이터로 변환하는 A/D변환부,
    상기 변환된 상기 전류 및 전압데이터의 RMS값을 연산하는 RMS연산부,
    상기 A/D변환부에서 변환된 전류데이터의 고조파를 위상변화 없이 제거하는 제로위상 저역필터부,
    상기 전류데이터가 상기 제로위상 저역필터부를 통과하며 지연된 시간만큼 상기 전압데이터를 지연시켜 상기 전류데이터와 상기 전압데이터를 동조시키는 지연부, 그리고
    상기 RMS연산부에서 획득한 RMS 값, 상기 제로위상 저역필터부에 의해 필터링 된 전류데이터, 상기 제로위상 저역필터부에 의해 필터링 된 전류데이터의 RMS값, 그리고 상기 지연된 전압데이터를 이용하여 역률을 연산하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    다음의 변위역률을 이용하여 역률을 연산하는 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 장치:
    Figure 112015079386036-pat00094
    ,
    Figure 112015079386036-pat00095

    여기서, PF는 역률이고, DPF는 변위역률이며, N은 제로위상 저역필터의 차수를 의미하고, d는 상기 전류데이터가 상기 제로위상 저역필터를 통과하며 지연된 시간을 의미하며,
    Figure 112015079386036-pat00096
    는 상기 필터링 된 전류데이터이고,
    Figure 112015079386036-pat00097
    는 상기 지연된 전압데이터이며,
    Figure 112015079386036-pat00098
    ,
    Figure 112015079386036-pat00099
    는 각각 상기 RMS연산부에서 획득한 전류 및 전압데이터의 RMS 값이고,
    Figure 112015079386036-pat00100
    는 상기 필터링 된 전류데이터의 RMS값이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 센서부가 역률 측정 대상 장치에서 발생된 전원신호의 전류 및 전압을 감지하는 단계,
    A/D 변환부가 상기 감지된 아날로그 형태의 상기 전류 및 전압신호를 디지털 형태의 데이터로 변환하는 단계,
    RMS 연산부가 상기 변환된 상기 전류 및 전압데이터의 RMS값을 연산하는 단계,
    제로위상 저역필터부가 상기 디지털 형태로 변환된 전류데이터의 고조파를 위상변화 없이 제거하는 단계,
    지연부가 상기 전류데이터가 상기 제로위상 저역필터부를 통과하며 지연된 시간만큼 상기 전압데이터를 지연시켜 상기 전류데이터와 상기 전압데이터를 동조시키는 단계, 그리고
    제어부가 상기 RMS값을 연산하는 단계에서 획득한 RMS 값, 고조파 제거 단계에서 필터링 된 전류데이터, 상기 고조파를 제거하는 단계에서 필터링 된 전류데이터의 RMS값, 그리고 상기 지연된 전압데이터를 이용하여 역률을 연산하는 단계를 포함하며,
    상기 역률을 연산하는 단계는,
    상기 제어부가 다음의 변위역률을 이용하여 역률을 연산하는 제로위상 저역필터를 이용한 역률 측정 방법:
    Figure 112015079386036-pat00082

    Figure 112015079386036-pat00083

    여기서, PF는 역률이고, DPF는 변위역률이며, N은 제로위상 저역필터의 차수를 의미하고, d는 상기 제로위상 저역필터에 의하여 지연된 시간을 의미하며,
    Figure 112015079386036-pat00084
    는 상기 필터링 된 전류데이터이고,
    Figure 112015079386036-pat00085
    는 상기 지연된 전압데이터이며,
    Figure 112015079386036-pat00086
    ,
    Figure 112015079386036-pat00087
    는 각각 상기 RMS연산부에서 획득한 전류 및 전압데이터의 RMS 값이고,
    Figure 112015079386036-pat00088
    는 상기 필터링 된 전류데이터의 RMS값이다.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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