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인버터로 모터 속도 제어 시 사용자가 얻을 수 있는 장점에는 ▲에너지 절약 ▲제품 품질 향상 ▲생산성 향상 ▲유지보수성 향상 ▲쾌적한 환경 ▲저소음화 등이 있다.
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인버터 (Inverter)란 무엇인가?
인버터를 사용하는 가장 중요한 이유는 유도모터의 속도를 제어하는 것 이지만, 인버터를 사용하면 순간적으로 증가하는 기동 전류가 발생하지 않고 …
Source: article2.tistory.com
Date Published: 6/2/2022
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전동기 제어방식의 대세, 인버터의 장점과 운전법
– 연속적인 광범위 가변속 운전이 가능합니다. – 유도 전동기의 제어로 브러쉬, 슬립링등의 필요없이 보수성과 내환경성이 우수합니다. – 임의 가감속 …
Source: blog.63realty.co.kr
Date Published: 11/22/2022
View: 6671
회전수를 제어하는 인버터란? – 가성비충
인버터는 교류 모터의 회전수를 제어하는 장치입니다.주로 공장에서 주로 제품이 흐르는 컨베이어 벨트, 유량을 조절하는 펌프 등 다양하게 사용됩니다.
Source: k-issue.com
Date Published: 9/12/2022
View: 9584
인버터의 원리와 특징
인버터. 는 본래 유도전동기의 속도제어를 목적으로 개발된 장치이기 때문에,. 그의 전동기의 특성을 아는 것이 인버터를 바르게 사용하기 위해서 필. 요하다.
Source: www.reseat.or.kr
Date Published: 10/10/2021
View: 602
인버터 – 나무위키:대문
인버터 설치 시 모터에 절연베어링을 설치하는 이유5. … 어떤 환경에서 다른 환경의 장비를 사용 가능하도록 전력을 변환할 때 사용하거나, …
Source: namu.wiki
Date Published: 10/30/2021
View: 5409
인버터(Inverter) 란? – Sam’s 초보기계설계
위해서는 직류전동기가 많이 사용되었다. 최근 반도체 소자의 발전으로 인버터(Inverter) 가격이 점차 낮아지고 유도전동기의 장점인 간단한 구조,.
Source: iori826.tistory.com
Date Published: 7/4/2022
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주제에 대한 기사 평가 인버터 사용 이유
- Author: 티비마이
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- Date Published: 2019. 7. 3.
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인버터 (Inverter)란 무엇인가?
전력전자 공학에서 인버터(Inverter)는 DC를 AC로 변환하는 전력변환 장치를 의미한다. 컨버터 (Converter)는 AC를 DC로 변환하는 전력변환 장치이다. 가장 간단한 컨버터는 다이오드 브릿지 회로이다.
하지만, 일반적으로 인버터라고 하면 유도모터 제어에 사용되는 인버터를 이야기 한다. 유도모터 제어에 사용되는 인버터의 내부에는 외부의 AC 전원을 DC로 변환하고 다시 DC를 AC로 변환하여 유도모터로 출력한다. 이 때 출력되는 AC는 주파수가 변화된다. 이와 같이 유도모터 인버터에는 컨버터와 인버터가 모두 내장 되어 있지만, 보통 그냥 인버터라고 부른다.
인버터는 보통 속도제어까지만 하고 위치제어를 하지는 않는다.
인버터는 서보 드라이브와 같이 정밀한 제어에 사용되지 않고 중대형 펌프, 팬 등을 돌리는 용도로 많이 사용한다.
인버터를 사용하는 가장 중요한 이유는 유도모터의 속도를 제어하는 것 이지만, 인버터를 사용하면 순간적으로 증가하는 기동 전류가 발생하지 않고 전류 제한 등으로 모터를 보호할 수 있는 장점이 있다.
유도모터를 제어하는 인버터는 모터 제어기 중 가장 복잡한 알고리즘을 사용한다.
서보 드라이브
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전동기 제어방식의 대세, 인버터의 장점과 운전법
인버터란 무엇일까요? (인버터의 원리)
전기적으로는 DC(직류)를 AC(교류)로 변환하는 역변환 장치이지만 일반적으로는 AC전원의 전압 및 주파수를 제어하기 위한 전력변환장치를 통칭합니다. 주파수만이 아닌 전압도 가변시키기 때문에 VVVF(Variable Voltage variable Frequency : 가변전압 가변주파수)라고도 하죠. 기본 원리는 상용 교류전원으로부터 공급된 전력을 입력받아 직류전원으로 변환 시킨 후, 다시 임의의 주파수와 전압을 교류로 변환시켜 전동기에 공급하므로써 전동기 속도를 고효율로 제어하게 하는 겁니다.
(일반동력을 제외한 공조설비는 인버터 제어방식 사용)
인버터,VVVF(Variable Voltage variable Frequency : 가변전압 가변주파수)
인버터를 왜 사용할까요?
1. 에너지 절약
팬, 펌프 등의 요구 유량, 교반기 등의 부하 상태에 따라서 회전수를 제어 함으로써 구동전력을 절감하고, 자동화분야, 반송기의 정지 정도 향상, 라인 속도의 제어향상, 피이드백 제어 등에 의한 유량제어에 의해 자동화를 실현합니다.
2.보수성의 향상
공조기에 무리를 주지않는 기동정지, 무부하시의 저속운전에 의해 설비의 수명이 연장됩니다.
3. 설비의 소형화
고속화에 의한 설비의 소형화와 운전상태을 고려한 기계 시방에 의한 여유분의 삭감 등에 소형화를 실현합니다.
4. 환경의 쾌적성
공조상태 등에 있어서 온.오프제어에서 속도제어에 의해 필요 유량을 연속 운전함으로써 쾌적한 환경을 유지합니다.
5. 저소음화
부하에 맞추어 회전수를 낮춤으로써 기계, 바람의 소음을 저감시킵니다.
인버터 제어부
인버터 적용시 장점은?
인버터의 구성
인버터의 동작 특성
상용AC전원을 DC전원으로 변환하는 CONVERTER부분과 DC전원을 재단하여 전압 및 주파수가 변화된 AC전원으로 변환하는 INVERTER부분으로 복잡하게 형성되어 있으나 간단히 INVERTER라 호칭합니다.
– 가격이 싸고 보수가 용이한 농형 유도전동기로 가변속 운전이 됩니다.- 전동기, 부하기계 구동계통의 개조가 불필요 하며 기계의 기능을 향상 시킵니다.- 연속적인 광범위 가변속 운전이 가능합니다.- 유도 전동기의 제어로 브러쉬, 슬립링등의 필요없이 보수성과 내환경성이 우수합니다.- 임의 가감속 시간의 조정이 되고, 장시간에 걸쳐 가감속 운전이 쉽습니다.- 시동전류가 저하됩니다.- 전기적 제동이 용이합니다.(회생제동, 직류제동)
NO 표시내용 ① 파라미터 그룹 표시 (DVR,FU1,FU2,I/O,EXT,COM,APP) ② 운전지령/주파수 지령 장소 표시 (T/K 표시는 제어단자대 운전지령/로더 주파수지령이 설정된 경우) 1. 운전 지령 장소 K : 로더에 대한 지령 T : 제어단자에 의한 지령 R : 내장RS485에 의한 지령 O : 옵션에 의한 지령 2. 주파수 지령 장소 K : 로더에 의한 주파수 지령 V : 아날로그 주파수지령(V1: 0~12V or -12~12V) 또는 V+I 지령인 경우 I : 아날로그 주파수 지령(I: 4~20Ma) P : PULSE 입력에 의한 주파수 지령 R : 내장 rs480에 의한 주파수 지령 U : UP/DOWN 운전 선택 시 UP단자 입력 D : UP/DOWN 운전 선택 시 DOWN단자 입력 S : UP/DOWN 운전 선택 시 정지 중 O : 옵션에 의한 주파수 지령 X : 서브보드에 의한 주파수 지령 J : 조그단자 입력 1~15 : 다단속 운전 주파수 ③ 인버터가 운전 중 출력전류를 표시한다. ④ 그룹의 코드를 표시 0~99까지 UP/DOWN 키를 이용하여 코드 이동 ⑤ 운전정보 표시 STP : 정지 중 FWD : 정방향 운전 중 REV : 약방향 운전 중 DCB : 직류 제동 중 LOP : 옵션에 의한 지령 상실(DPRAM 이상) LOR : 옵션에 의한 지령 상실(통신 네트워크 이상) LOV : 아날로그 주파수지령 상실(V1: 0~12V or -12~12V) LOI : 아날로그 주파수 지령 상실(I: 4~20Ma) LOS : 서브보드에 의한 주파수 지령 상실 ⑥ 1. 정지 중에는 설정 주파수를 표시 2. 운전 중에는 출력 주파수를 표시
인버터 결선도
인버터 운전 지침
인버터 유니트 인출 및 인입방법
유니트 인출
– 전자접촉기 회로를 개방시키고 계폐기 조작핸들을 OFF위치로 한 다음, 열쇠로 로커를 열고 개폐기 조작핸들을 RESET위치로 한 상태에서 도어를 엽니다. 그 후 로크 및 해제 레버를 좌측으로 돌린 후 유니트를 인출합니다.
유니트 인입
– 주 개폐기의 조작핸들을 OFF하고 2개의 로크 및 해제레버를 완전하게 왼쪽으로 돌린 다음, 도어의 로커를 열고 로크 및 해제레버가 조금 움직일때까지 밀어 넣습니다. 해제레버가 움직이기 시작하면 레버를 손으로 잡고 오른쪽으로 완전하게 잠그면 됩니다.
계전기 동작
계전기 표시창
NO 명칭 기능 ① 정보표시창 전류치/트립정보/설정치 표시 ② MODE 버튼 기능설정/전류표시모드/운전시간표시 모드로 전환 ③ TEST/RESET 버튼 1) 모터기동 전 계전기 트립상태 점검 (TEST) 2) 계전기가 트립된 후 정상상태로 복귀(RESET) ④ SET 버튼 기능 설정치 저장 ⑤ SELECT 버튼 1) 전류표시모드: 각상 전류치/정격전류 등 표시 2) 기능설정모드: 기능 및 설정치 변환 3) 트립상태 :트립정보/사고 전류치 등 표시 ⑥ 바 – 그래프 정격대비 부하율 표시
인버터 보호기능
기능 내용 비고 보호 기능 과전류 1)모터의 열적특성을 감안한 과전류에 대한 모터손상 보호 2)설정된 정격전류의 112.5% 이상이 흐르면 동작시간(반한시/순한시)특성에 즌하여 트립 기본 기능 부족전류 1)모터부하의 파손 또는 누락 등에 의한 공회전 보호 2)설정된 부족전류 배율 및 동작시간에 준하여 트립 기능 사용 유무 결상 1)단선 및 미세접촉 등에 의한 결상보호 2)3상 중 최대치와 최소치의 편차가 70%이상이면 2Sec에 트립 기능 사용 유무 불평형 1)절연파괴 및 오결선 등에 의한 각상 전류치의 불평형 보호 2) 3상 중 최대치와 최소치의 편차가 50%이상이면 5Sec에 트립 기능 사용 유무 경구속 1)운전 중 부하 증가에 의한 모터의 속도저하 또는 구속보호 2)과전류 동작 특성이 정한시인 경우 지연시간 이후에 설정된 정격전류의 180% 이상이 흐르면 5sec에 트립 기능 사용 유무 중구속 1)운전 중 부하 증가에 의한 모터의 속도저하 또는 구속보호 2)과전류 동작 특성이 정한시인 경우 지연시간 이후에 설정된 보호배율 이상이 흐르면 500m sec이내 트립 기능사용유무 역상 1)오결선으로 인한 모터의 역회전 보호 2)가동시 감지하여 200msec 이내 트립 기능사용유무 누전 1)절연파괴 및 절연피복 손상에 의한 누설전류 보호 2)설정된 누전동작전류 이상이 흐를경우 설정된 동작시간에 트립 특수 사양 단락 1)모터의 절연파괴 및 오결선 등으로 인한 2상 이상의 short 보호 2)정격전류에 대해 설정된 동작배율 이상이 흐를경우 50msec이내 트립 특수 사양
인버터 기능설정
NO 표시 기능 조정 범위 1 rc 전격전류 [06type : 0.5~6.3] [60type : 5.0~63A]1 2 chA 과전류 동작 특성 lnu:Inverse(반한시),dEF:Definite(정한시) 3 oc-t 과전류 동작 시간 1~ 30sec 4 dELY 지연 시간 OFF / 1~ 30sec 5 Uc 부족전류 배율 OFF / 30%~70% 6 Uc-t 부족전류 지연 시간 1~ 30sec 7 stL 경구속 기능 OFF / ON 8 Loc 중구속 동작 배율 OFF / 200%~1000% 9 nP 역상 기능 OFF / ON 10 PF 결상/불평형 기능 OFF / ON 11 EL 누전전류 100 ~ 2500mA EL-t 누전 동작 시간 0.1 ~ 10sec Sc 단락 동작 배율 OFF / 300%~1800% 12 ALt 예비 경보 동작 비율 OFF / 60%~110% 13 ct CT비 0.2 ~ 120 14 rh 운전시간 경보 OFF / 10% ~ 9990 hour 15 rSEt 복귀(reset) 방법 OFF / Pr / 0~20min(수동/전기적/자동)
인버터 점검방법(주간 및 월간 점검)
구 분 점 검 방 법 기 준 치 허용범위 비 고 일반 동력 주간 점검 1) 조작 TEST(무부하) 2) 각종 LAMP 점등상태 확인 3) 외관 점검 4) 각종 SWITCH 상태 확인 5) MOTOR 운전 전류 상태 6) 각기기 발열상태 7) CABLE 접속관계 8) CONDENSER 누유상태 9) NFB와 케이블 발열상태 양∙불 ON/OFF 파손여부 REMOTE/LOCAL 정격전류 40℃ 양∙불 양∙불 양∙불 기능 양,부 ±5% 주의온도 주2회 월간 점검 1) 절연 저항 측정 2) MOTOR 절연측정 가) 일반 PUMP, FAN 나) 수중 PUMP 3) MOTOR 간전 절연 측정 4) PANEL용 간선 절연 측정 5) EOCR SETING치 점검 5㏁이상 1㏁이상 10㏁이상 10㏁이상 사용빈도 참조 ±50% 온습도 참조 -50% 〃 6개월 1회 비상 동력 주간 점검 1) 조작 TEST(무부하) 2) 외관 점검 3) MOTOR 운전 전류 상태 4) 절연 저항 측정 가) MOTOR 절연 측정 양∙불 양∙불 정격 전류 5㏁이상 ＋5% -50% 주2회 월간 점검 1) 절연 저항 측정 가) 간선절연 측정 10㏁이상 월1회
인버터 이상(사고발생)시 처리요령
현 상 원 인 대 책 단자가 변색되고 전선이 열이받아 탄다. -단자가 접촉불량으로 접촉저항 으로 인한 열이 난다. – 단자교체 또는 이물질 제거 후 다시 조여준다. MG/SW가 ON되면 소음이 난다. – PANEL 또는 주변이 습기가 많아 MG CORE 에 녹이발생 – 단자가 많이 흑화되어 접촉이 좋지 않다. – 습기가 많은 장소는 통풍 또는 건조를 시킨다. – MG/SW CORE를 분해하여 CORE에 녹을 제거한다. MOTOR가 돌지 않는다. – 전압이 나오지 않는다. – 배선 접촉상태 불량 – 권선의 단락과 단선 – 개폐기의 불량 – 개폐기의 점검 – 배선 접촉부의 점검 – 권선 수리 – 개폐기 교체 TIMER의 동작 불능 – 완전히 접촉이 안되어 있다. – MG 작동시 진동으로 인한 접촉이 안된다. – TIMER를 고정시키고 걸고리를 이용하여 완전히 고정 T ․ H의 동작 – T ․ H RELAY의 용량부족 – MOTOR의 과부하 – RELAY가 RESET 안됨 – 정격에 맞춘다. – 과부하 원인을 찾아 처리 – T ․ H RELAY 교체 속도가 상승되지 않는다. – 고정자 권선의 단락 및 MOTOR 오결선 – 권선의 단상 – 원인을 찾아 제거 MOTOR에 이상한 소음이 난다. – BEARING 불량 – 마찰음 – BEARING 교체 – GREASE 주입 EOCR 동작 – EOCR LOAD 전류 용량 부족 ◦ MOTOR 과부하 및 절연불량 ◦ EOCR RESET 안됨 – 정격에 맞춘다. – 과부하 및 절연불량 원인제거 ◦ EOCR RELAY 교체
사진 및 자료 출처: 한화63시티
안녕하세요. 63운영팀 조현수 대리입니다. 빌딩에 관련된 전기와 통신설비 운영이 제 업무입니다. 블로그에서는 빌딩에 꼭 필요한 전기, 통신시설 운영 및 사고 시 대처 요령을 알려 드리겠습니다.
회전수를 제어하는 인버터란?
인버터를 알고 계시나요? 흔히 인버터라고 하면 모터의 회전수를 제어할 때 사용하는 인버터와, 컨버터와 반대로 DC를 AC로 변환할 때 사용하는 인버터를 떠올리실 겁니다. 사실 원리적으로 보면 이 두 개의 인버터는 같은 것입니다. 오늘은 주로 공장에서 모터 회전수를 제어하는 인버터에 대해 알아보겠습니다.
인버터
인버터란?
인버터는 교류 모터의 회전수를 제어하는 장치입니다.주로 공장에서 주로 제품이 흐르는 컨베이어 벨트, 유량을 조절하는 펌프 등 다양하게 사용됩니다. 또한 가까이에 있는 가전제품에도 사용되고 있으며, 에어컨과 냉장고, 세탁기, 전등 등이 있습니다.
참고로 대부분의 선풍기는 인버터 방식이 아닙니다. 모터 권선의 양을 조절해서 토크를 조절하는 것입니다. 그럼 왜 회전수를 제어해야 되는지 알아보도록 합시다.
인버터의 역할
모터의 회전수를 제어하면 어떤 점이 장점일지 생각해보도록 합시다.먼저 기기의 급격한 가동을 방지하여 부하를 최소화할 수 있습니다. 공조기를 예로 이야기하면 인버터가 없으면 스위치를 켠 순간 풀에서 실행됩니다. 그러나 인버터를 사용하면 모터의 회전 수를 자유자재로 조정할 수 있기 때문에 풍량의 강약 등 효율적으로 사용할 수 있습니다.
그리고 가진 1 개의 생산하는 기계가 갑자기 움직이지 않도록 서서히 속도를 올려서 기기의 안전과 안정적인 제품 품질 유지에 도움이 됩니다. 자동차 운전할 때 서서히 운전하는 것이 기계적으로 부담이 적은 것과 같은 이치입니다. 인버터를 펌프에 사용한다고 하면, 공정 조건에 따라 유량을 자유자재로 제어할 수 있겠습니다.
인버터의 구조
인버터는 위에서 언급했다시피 기본적으로 DC를 AC로 변환하는 장치입니다.이렇게 전력을 변환하여 주파수를 제어할 수 있습니다. 왜 주파수를 제어하냐면 교류 모터의 회전수는 주파수에 영향을 받기 때문입니다.
수식으로 표현하자면 회전수 = 120f / p [r / min]입니다. 여기서 f는 주파수입니다. 우리의 가정에 들어오는 교류 전원은 220V/60Hz로 일정하여, 전압과 주파수를 변화시킬 수 없습니다. 그렇기 때문에 일단 직류로 변환하고 다시 교류로 되돌려 전압과 주파수를 변화시킬 필요가 있고, 그래서 등장하는 것이 인버터입니다.
인버터 제어 방식
인버터의 제어는 주파수만 제어하는 방식과 주파수와 전압 모두를 제어하는 방식이 있습니다.컨베이어를 움직이는 모터나 에어컨의 모터는 일반적으로 구동 주파수와 전압 모두를 변화시켜 제어합니다. 이 제어 방식을 VVVF 방식라고합니다. (가변 전압 가변 주파수 방식)
그러나 전압을 변경하지 않고 주파수만 제어하면 자속이 일정하지 않고, 결과적으로 모터의 교류 저항이 낮아져 큰 전류가 인해 모터는 고장 납니다. 따라서 주파수와 전압 모두를 변화시키는 방식을 사용하고 있습니다.
그럼 주파수만 변화하는 방식은 어디에 쓰냐면 인버터형 형광등에 사용됩니다. 일반적으로 60Hz의 주기를 수십 kHz로 변화시켜 램프를 점등시킵니다. 이렇게 되면 훨씬 눈이 편안한 장점이 있습니다.
주의사항
이렇게 효율적인 인버터이지만, 주의점이 있습니다.바로 노이즈의 원인이 될 가능성이 충분히 있는 것입니다. 노이즈는 특정 전자파가 발생하는 현상으로, 라디오와 텔레비전에 잡음이 쌓이는 것은 바로 이 노이즈가 원인입니다.
그렇다면 왜 인버터가 노이즈를 발생시킬까요? 그것의 원인은 바로 출력 회로의 사양에 있습니다. 전압과 주파수를 변환하기 위해 트랜지스터를 고속으로 전환을 하는데요, 동시에 노이즈를 발생시키는 조건에 해당합니다.
그렇지만 노이즈를 억제하는 노이즈 필터를 사용하거나, 인버터 본체에서 노이즈의 전파 경로를 차단하는 기능도 있습니다.또한 발생원인 인버터가 아니라 노이즈의 영향을 받는 측에서의 대책도 가능하기 때문에 너무 걱정할 필요는 없습니다.
정리
인버터는 교류 모터의 전압과 주파수를 변환시켜, 공장의 컨베이어나 펌프 제어를 통한 속도 제어를 하는 장치이며, 모터뿐만 아니라 형광등을 비롯해 폭넓게 사용된다.
인버터(Inverter) 란?
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가. 인버터(Inverter) 의 원리
유도전동기의 회전속도는 주파수와 극수에 의해 결정된다. (rpm=120f/p)
이전의 유도전동기 속도제어 방법은 극수변환 전동기의 사용, 전압 변경 혹은 권선형의 2차 저항을 변경시켜
Slip을 높이는 방법 등이 있었다. 극수 변환 전동기는 2가지 혹은 3가지의 속도로 밖에 변환할 수 없었으며,
전압 변경 방식은 효율이 아주 낮았고 속도변동범위가 한정되어 있어 수요가 한정되었으며 정밀한 속도변환을
위해서는 직류전동기가 많이 사용되었다.
최근 반도체 소자의 발전으로 인버터(Inverter) 가격이 점차 낮아지고 유도전동기의 장점인 간단한 구조,
보수의 편리성 등과 가격이 싼 장점때문에 소형전동기 부터 점차 많이 사용되고 있다.
인버터의 원리는 전력용 반도체 (Diode, Thyristor, Transistor, IGBT, GTO 등)를 사용하여 상용 교류전원을
직류전원으로 변환시킨 후, 다시 임의의 주파수와 전압의 교류로 변환시켜 유도전동기의 회전속도를 제어하는 것이다.
(유도전동기의 자속밀도를 일정하게 유지시켜 효율변화를 막기 위하여 주파수와 함께 전압도 동시 변화시켜야함)
사전적 의미로는 DC전원을 AC전원으로 변환하는 전원변환장치를 일컫는 것이지만, 일반적으로는 AC전원의 전압 및
주파수를 제어하기 위한 전력변환장치를 통칭한다.
실제 구성은 상용AC전원을 DC전원으로 변환하는 컨버터 (Converter)부분과 DC전원을 재단하여 전압 및 주파수가
변화된 AC전원으로 변환하는 인버터(Inverter) 부분으로 복잡하게 형성되어 있으나 간단히 인버터(Inverter) 라고
호칭하고 있다.
모타속도제어 방식에는 아래삭과 같이 주파수 f를 변화시키 던가 모타의 극수 P나슬립 S을 변화 시키면 임의의 회전속도
N 을 얻을수 있다.
1) 극수( P ) 제어
아래 그림과 같이 연속제어가 불가능하며 극수의 값에 따라 한점에서 모타 속도가 제어된다
2) 슬립( S ) 제어
아래 그림과 같이 슬립을 제어할 경우 저속 운전시 손실이 커지게 된다.
3) 주파수( f ) 제어
모터에 가해지는 주파수를 변화 시키면, 극수( P )제어와는 달리 어는 rpm에서 연속적인 속도 제어가 가능하고
또한 그림과 같이 슬립(S)제어보다 고 효율 운전이 가능하게 된다.
따라서, 이 원리를 이용하여 모타의 가변속을 실행하는 것이 인버터이다. 인버터는 교류를 일단 직류로 변환시켜
이 직류를 트랜지스터등의 반도체 소자의 스위칭에 의하여 교류로 역변환을 한다.
이 때에 스위칭에 의하여 교류로 역변환을 하며, 스위칭 간격을 가변 시킴으로써 주파수를 임의로 변화시키는 것이다.
실제로는 모타 운전시 충분한 토오크를 확보하기 위해 주파수 뿐만 아니라, 전압도 주파수에 따라 가변 시킨다.
따라서, 인버터는 VVVF( Variable Voltage Variable Frequency )라 한다.
나. 인버터(Inverter) 의 종류
1) 회로 구성에 따른 분류
구분 동작특성 비고 전류형 (Current Source) 정류부 (Rectifier) 에서 전류를 가변하여 평활용 Reactor로 일정 전류를 만들어 인버터로 주파수를 가변함. 대용량에 채용 전압형 (Voltage Source) PAM 정류부 (Rectifier) 에서 DC 전압을 가변하여 콘덴서로 평활전압 을 만들어 인버터부로 주파수를 가변함. 초기에 사용된 기술 로 현재는 단종됨. PWM 정류부 (Rectifier) 에서 일정 DC 전압을 만들고 인버터로 전압과 주파수를 동시에 가변함. 최근 대부분의 인버 터에서 채용.
PWM : 펄스 폭 변조, Pulse Width Modulation PAM : 펄스 진폭 변조, Pulse Amplitude Modulation
2) 인버터 스위칭 (Inverter Switching) 소자에 따른 분류
Switching 소자 MOSFET GTO IGBT 고속 SCR 적용 용량 소용량 (5KW 이하) 초대용량 (1MW 이상) 중대용량 (1MW 미만) 대용량 Switching 속도 15KHz 초과 1KHz 이하 15KHz 이하 수백 Hz 이하 특 징 일반 Tansistor 의 Base 전류 구동방식을 전압구동방식으로 하여 고속 스위칭이 가능. 대전류, 고전압에 유리. 대전류, 고전압에의 대응이 가능하면서도 스위칭 속도가 빠른 특성을 보유. 최근에 가장 많이 사용 되고 있음. 전류형 인버터에 사용.
MOSFET : Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor GTO : Gate Turn Off Thyristor IGBT : Insulated Gate Bipolar Transistor
3) 제어방식에 따른 분류
구 분 Scalar Control Inverter Vector Control Inverter V/F 제어 SLIP 주파수 제어 제어 대상 전압과 주파수의 크기만을 제어 – 전압의 크기와 방향을 제어함 으로서 계자분 및 토크분 전류 를 제어함. – 주파수의 크기를 제어 가속 특성 – 급가, 감속 운전에 한계가 있음 – 4상한 운전 시 0 속도 부근에서 Dead Time 이 있음. – 과전류 억제능력이 작음. – 급가, 감속운전에 한계가 있음 (V/F 보다는 향상됨) – 연속 4상한 운전가능. – 과전류 억제능력 중간. – 급가, 감속운전에 한계가 없음. – 연속 4상한 운전가능 – 과전류 억제능력이 큼. 속도제어 정도 – 제어 범위 1:10 – 부하조건에 따라 SLIP 주파수가 변동 – 제어범위 1:20 – 속도검출 정도에 의존. – 제어범위 1:100 이상 – 정밀도(오차) : 0.5% 속도 검출 – 속도 검출 안함. – 속도 검출 실시. – 속도 및 위치 검출. 토크 제어 – 원칙적으로 불가 – 일부 (차량용 가변속) 적용. – 적용 가능. 범용성 – 전동기 특성차이에 따른 조정 불필요 – 전동기 특성과 SLIP 주파수 조합하여 설정 필요함. – 전동기 특성별로 계자분 전류, 토크분 전류, Slip 주파수 등 제반 제어량의 설정이 필요함.
다. Inverter의 분야별 용도
분 야 용 도 제철 압연 플랜트, 프로세스 라인, 송풍기, 펌프, 크레인, 반송차 화학 압출기, 필름라인, 교반기, 원심분리기, 압축기, 스프레이, 송풍기, 펌프 섬유 방사기, 정방기, 직기, 공조 설비, 송풍기, 펌프 자동차 콘베이어, 반송차, 도료 교반, 공조 설비 전기/기계 펌프, 크레인, 콘베이어, 반송기, 공조 설비, 송풍기 공작기계 NC선반, 입선반, 연삭반, 머시닝센터 식품 제면기, 제과기, 콘베이어, 교반기 종이/펄프 초지기, 분쇄기, 교반기, 송풍기, 펌프 시멘트/광업 권상기, 콘베이어, 굴삭기, 크레인, 송풍기, 펌프, 압축기 가스/수도 압축기, 송풍기, 펌프 반송 자동창고, 반송차, 콘베이어 공장/빌딩 엘리베이터, 콘베이어, 공조 설비, 송풍기, 펌프 가전 에어콘, 재봉틀, 선풍기, 세탁기, 냉장고 전력 보일러용 송풍기, 선풍기, 양수발전소 교통 전동차, 기관차, 선박, 전기자동차
부 문 기술적 문제점 대 책 절연성능 – 전동기 단자에 인버터 전압의 2~3 배 수준 의 Surge가 인가됨. – Surge 에 의한 Corona 발생으로 절연파괴 발생 – 소선 절연의 절연 강화 – CIV (Corona Inception Voltage) TEST 를 실시 하여 Surge 전압을 견디는지 확인 냉각능력 – 인버터의 고조파에 의한 발열증가 – 저속운전시 Fan의 발생풍량 저감에 따른 냉각능력 저하 – 강제(별도) 냉각 Fan 의 채택 – Vector Control 전동기에 대해서는 대부분 Maker 가 강제냉각방식 채택. 기계적 강성 – 고속회전시의 기계적 Stress 발생. – 정밀 Balancing 이 요구됨. – Bearing 선정기술 필요. – 회전체 임계속도 및 고유진동수와의 공진여부 검토 – 부품의 강성증대 – Balancing 정도 향상 – Bearing 의 허용회전수 및 Grease 윤활 고려 – 임계속도 구간 회피 – 축전압 발생여부 확인하여 발생시 베어링 보호 를 위한 대책 강구.
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