인버터의 GND와 접지 처리

인버터의 GND와 접지 처리

 

 

1. 접지의 목적

접지란 각종 전기, 전자, 통신설비기기를 대지와 전기적으로 접속하는 것을 말하며 이를 접속하기 위한 터미널이 접지전극이라 할 수 있다. 즉 쉽게 말하자면 접지전극이란 목적물에서 발생한 고장전류, 뇌 전류, 각종 Surge를 대지로 흘려 보내주기 위한 시설이라고 볼 수 있다. 예를 들자면 홍수를 예방하기 위해 대지라는 저수지로 흘려보내 주기위한 수로공사를 하는 것과 같다 할 수 있다. 결국은 대지로 방전 시키는 시스템을 어떻해 구성하는것이 효율적으로 대지로의 방전이 이뤄지게 할 수 있는가에 초점이 맞춰 진다.대지는 어떤 성분을 가진 토질이라 할지라도 고유저항을 가지고 있다. 이 고유저항에 따라 접지목적에 따른 접지공사의 규모가 결정되어지는데 토지의 상태에 따라 접지공사 방법을 달리하게 되면 경제적인 접지공사를 시행할 수가 있다. 고유저항이 높은곳에서는 수직적인 방법이든 수평적인 방법이든지 규모가 커질 수밖에 없고 대지의 고유저항이 낮은 지형에서는 작은 노력으로도 접지공사의 목적을 실현할 수 있는 이유가 바로 대지가 지닌 고유저항 때문이다. 이로써 접지저항은 다음의 영향을 받게 됨을 알 수 있다.

 

 

2. 접지의 종류

1) 안전 접지 (Safety Ground)

· 정상 동작 시에는 전류가 흐르지 않는다.

· 낙뢰나 정전기로 부터 회로 보호

 

2) 신호 접지 (Signal Ground)

· 정상 동작 시에는 전류가 흐른다.

· 접지 대신 귀환(Return)이라는 용어를 사용한 것이 적합하다.

· 신호 귀환(Signal Return)과 전원 귀환(Power Return)으로 세분화 할 수 있다.

 

3) GND의 이해

 

 

3. 접지와 전기 기기의 GND

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이러한 접지계통은 경미한 지락사고에서 전위차에 의한 접지루프전류가 흐르게 되어 Noise의 주요한 원인이 된다.

 

1) 일반적인 전원 회로

 

 

2) 1-2차 전원 GND가 대지 접지로 된 경우

 

3) Floating_GND 대지 접지 시 Bridge Diode 파손 원인

3-1) 정상동작 시

 

3-2) 비 정상동작 시 → Floating GND 대지 접지 시 과전압에 의한 Damage (주로 (-)측 Diode 파손)

 

 

4. 220V 전원을 뽑아 쓰는 위치

한전에서는 3상 4선식(Y결선)으로 전력이 들어 온다.

 

가정용 220V는 3상중 한 상과 중성점을 이용한다.

 

 

5. 3상의 Y결선과 △델타 결선

1) Y결선 (Star Connection, 와이 결선)

1-1) 구조

· 3개의 코일 끝단을 서로 연결하여 중성점(Neutral point, N)을 만든다.

· 나머지 각 코일의 반대쪽 끝이 3상 전원선(R, S, T)에 연결된다.

 

1-2) 특징

· 선간전압 = 상전압 × √3

· 선전류 = 상전류

· 중성선이 있어 단상부하 연결 가능

· 전압이 낮아 코일 절연이 쉬움 → 절연비용 절감

· 송전(고압)에 주로 사용

 

1-3) 용도

· 발전기, 변압기 고전압측

· 장거리 송전선

 

2) Δ결선 (Delta Connection, 델타 결선)

2-1) 구조

· 3개의 코일을 삼각형 형태로 연결

· 각 접점이 **3상 전원선(R, S, T)**에 연결된다.

 

2-2) 특징

· 선간전압 = 상전압

· 선전류 = 상전류 × √3

· 중성점이 없음

· 전류가 크고 토크가 커서 기동 토크 유리

· 단상부하 직접 연결 불가

 

2-3) 용도

· 변압기 저전압측

· 모터 기동(삼상 유도전동기)

· 공장 설비, 부하측

 

 

 

6. 건물 전원에 따른 SMPS의 Floating GND의 영향

 

 

 

7. Motor 구동용 인버터의 GND와 접지 처리

1) 일반회로

 

 

2) 30kW 태양광 인버터