An analysis on Flicker Phenomenon of a Fluorescent lights for the commercial operating EMU

영업운행 전동차 객실형광등의 플리커(Flicker) 현상에 관한 분석 연구

Generally, there are two types of main factors to affect output power quality of a auxiliary power supply an EMU(electric multiple unit). One is a voltage flicker by amplitude modulation of short time and air compressors. The other is repetitive motion of large capacity motor such as air compressors, HVAC unit etc. in main factors. This paper compared two kinds of fluorescent lamp, 32W (after remodeling interior) and 40W(before remodeling interior) and measured the light output varying input power(AC220V) for a flicker phenomenon related power supply of lamps in EMU. Also, we analyzed a flicker considering EMU operating time and density in order to grasp main factors of a load change to cause a voltage change. As a results of test, a 40W fluorescent lamp was more insensitive with 20.26% degree an eye recognition degree sides about changes of the input power and lower with 19.9% voltage side generating flicker compare with fluorescent lamp 32W. Also, we confirmed the fact which the fluorescent lamp flicker was generated by varying fluorescent lamp output voltage when the commercial EMU was in high driving density and at the busy time. Additionally, we confirmed the frequency band which an EMU passenger could feel sensitively blinking of a fluorescent lamp was visually $8Hz{\sim}15Hz$.

일반적으로 전동차 보조전원장치의 출력전원 품질에 영향을 주는 주된 요인으로는 짧은 시간동안의 진폭변조로 인한 전압플리커 현상과 전동차 내부의 공기압축기 및 냉난방 환기장치 등 대용량 전동기의 반복적인 구동 등을 들 수 있다. 본 연구는 전동차내의 형광등의 전원과 관련된 플리커 현상에 대해 내장재 개조 후 형광등 32W와 개조 전 40W를 입력전원(AC220V)의 변동에 따른 광 출력(밝기) 로서 계측 비교하였다. 또한, 전압변동을 유발하는 부하변동의 주된 요인을 파악하기 위해 전동차 운행시간과 운행밀도를 고려하여 플리커 현상을 분석하였다. 연구결과, 개조 후 형광등 32W에 비해 40W 형광등이 입력전원의 변화에 대해 육안인식정도 측면에서는 20.26% 정도 덜 민감하게 반응함을 알 수 있었으며, 심한 플리커가 일어나는 전압의 경우도 19.9%로 더 낮게 측정되었다. 또한, 운행차량의 부하변동 영향에 있어서는 주로 영업차량의 운행밀도가 높고, 이용승객이 많은 혼합시간대에 보조전원장치(SIV)의 출력전압 변동으로 인한 객실형광등 플리커가 발생된다는 사실을 확인할 수 있었다. 더불어, 전동차 이용승객이 육안으로 형광등의 깜박임을 민감하게 느낄 수 있는 가능 주파수대역으로서 $8Hz{\sim}15Hz$ 임을 확인하였다.