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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.

왜 인버터를 쓸까? 어디다 쓸까?

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공지사항

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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.

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인버터 (Inverter)란 무엇인가?

전동기 제어방식의 대세, 인버터의 장점과 운전법

회전수를 제어하는 인버터란?

인버터 사용 이유

인버터(Inverter) 란?

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