전류 변동에 강인한 유도형 컷 코어 결합기의 전력선통신 특성 (Power Line Communication Characteristics of Inductive Cut-Core Coupling Unit Robust to Current Fluctuation)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 43권 / 9호 / 1469 ~ 1475페이지
· 저자명 : 정재환, 양승호, 김현식, 손경락

초록

광산이나 조선소등은 고위험군에 속하는 곳이지만 작업장 여건상 안정적인 통신망 제공을 위한 고정 인프라 구축이 어렵다. 그래서 작업장의 전력선망을 안전 모니터링 시스템의 통신채널로 활용하는 전력선통신이 주목받고있다. 본 논문에서는 대전류를 요구하는 장비에 의해서 큰 전류변동이 지속적으로 발생하더라도 안정적인 통신 속도를 보장하는 방법을 연구하였다. FEMM을 이용하여 페라이트형 토로이달 코어와 컷 코어의 일차전류에 의한자속밀도분포와 자속에너지를 계산하였다. 페라이트 코어의 포화자속밀도는 0.45 T 정도 이지만 일차전류가 증가함에 따라 자속밀도가 포화영역에 쉽게 근접하므로 통신 대역폭에 영향을 미친다. 페라이트 컷 코어는 공기간극을통해 자속이 누설되므로, 이를 이용하면 자속밀도를 포화시키는 전류를 높일 수 있다. 용접작업에 의해 100 A 이상의 대전류 변동이 발생하더라도 컷 코어 유도형 결합기는 토로이달 코어형 결합기보다 통신거리는 두 배 이상, 통신 속도는 3배 이상 높일 수 있었다. 동일 전류 변동 조건에서 웸캠을 이용한 50 m 길이 전력선 영상전송 실험을 실시한 결과, 토로이달 결합기를 장착한 전력선 통신 시스템은 영상전송에 실패하였지만 컷 코어형 결합기를장착한 경우는 90 m에서도 영상전송이 가능하였다.

영어초록

Mines and shipyards are high-risk workplaces, but due to the structure and location of the workplace, it is not easy to build a fixed infrastructure for a stable communication network. Therefore, power line communication for safety monitoring is being studied using power line of workplace. In this study, we propose a method to guarantee stable communication speed even if large current fluctuation is continuously generated by equipment requiring high current. The magnetic flux density distribution and magnetic flux energy of the ferrite type toroidal core and the cut core were calculated using FEMM. The low saturation magnetic flux density of the ferrite core affects the communication bandwidth as the magnetic flux density easily approaches the saturation region as the primary current increases. The ferrite cut cores leak magnetic flux through air gaps and can increase the flux density saturation current. Even if the welding current fluctuates by 100 A or more, the cut core induction type coupler can double the communication distance and the communication speed more than 3 times than the toroidal core type coupler. Under the same current fluctuation condition, a 50 m long power line image transmission experiment using a webcam was performed. As a result of the experiment, the power line communication system equipped with the toroidal coupler failed to transmit the image, but when the cut core type coupler was installed, the image transmission was possible even at 90 m.

참고자료

· 없음