이러한 35가지 인버터 개념을 마스터하면 전문 지식을 인상적인 수준으로 높일 수 있습니다!

이러한 35가지 인버터 개념을 마스터하면 전문 지식을 인상적인 수준으로 높일 수 있습니다! 

인버터의 VFD(가변 주파수 드라이브)라는 용어는 전원 공급 장치의 주파수와 진폭을 조정하여 AC 모터를 제어하는 기능을 반영합니다. 아시아, 특히 중국과 한국에서는 일본의 영향으로 VVVF(가변 전압 가변 주파수 인버터)라는 용어가 사용되었습니다. VVVF는 Variable Volttage and Variable Frequency의 약어로 전압과 주파수를 모두 조정하는 것을 의미하고, CVCF(Constant 전압 및 정주파수)는 고정된 전압과 주파수를 나타냅니다.

전원은 AC와 DC로 분류됩니다. 대부분의 DC 전력은 변환, 정류 및 필터링을 통해 AC에서 파생됩니다. AC 전원은 전체 전력 사용량의 약 95%를 차지하며, 단상 및 3상 AC 전원은 여러 국가의 특정 전압 및 주파수 표준을 따릅니다. 예를 들어, 중국 본토에서는 단상 AC는 220V이고 3상 AC는 380V이며 둘 다 50Hz입니다. 인버터는 고정 전압 및 주파수 AC 전력을 가변 전압 또는 주파수 AC 전력으로 변환합니다. 이 프로세스에는 AC를 DC로 정류한 다음 DC를 다시 AC로 반전시키는 작업이 포함되며, 후자의 프로세스를 구체적으로 "역전"이라고 합니다. DC를 고정 주파수 및 전압 AC로 변환하는 장치를 인버터라고 하며, 주파수 및 전압을 조정할 수 있는 장치를 가변 주파수 드라이브라고 합니다.

인버터는 주로 3상 비동기 모터의 속도 제어에 사용되는 시뮬레이션된 사인파를 출력하며 가변 주파수 속도 컨트롤러라고도 합니다. 계측기의 테스트 장비와 같이 고품질 파형이 필요한 애플리케이션의 경우 파형을 정제하여 표준 사인파를 생성하며 이러한 장치를 가변 주파수 전원 공급 장치라고 합니다. 가변 주파수 전원 공급 장치는 일반적으로 가변 주파수 드라이브보다 15~20배 더 비쌉니다. 인버터 장비에서 가변적인 전압이나 주파수를 발생시키는 핵심부품이 '인버터'이므로 제품명을 '인버터'라고 합니다. 인버터는 에어컨, 형광등 등 가전제품에도 사용된다. 모터 제어 애플리케이션에서 인버터는 전압과 주파수를 모두 조정할 수 있지만 형광등에 사용되는 인버터는 주로 전원 주파수를 조정합니다. 배터리(DC) 전원을 AC로 변환하는 자동차용 장치도 '인버터'라는 이름으로 판매됩니다. 인버터의 작동 원리는 인버터가 역전압, 주파수 변동 및 순간 정전을 억제하는 컴퓨터 전원 공급 장치와 같은 다양한 분야에 널리 적용됩니다.

인버터란 무엇입니까?

인버터는 전력 반도체 소자의 스위칭 동작을 이용하여 상용 주파수 전력을 다른 주파수로 변환하는 장치입니다. 이는 주회로(정류기 모듈, 전해 콘덴서, 인버터 모듈)와 제어 회로(스위칭 전원 공급 장치 보드 및 제어 회로 보드)의 두 가지 주요 회로로 구성됩니다. CPU는 제어 회로 기판에 설치되고, 인버터의 작동 소프트웨어는 CPU에 프로그래밍됩니다. 동일한 인버터 모델의 소프트웨어는 일반적으로 고정되어 있습니다. 단, Sanjing 인버터는 사용 요구 사항에 따라 소프트웨어를 조정할 수 있습니다.

PWM과 PAM의 차이점은 무엇입니까?

PWM(펄스 폭 변조)은 특정 패턴에 따라 펄스열의 펄스 폭을 조정하여 출력과 파형을 조절합니다. PAM(펄스 진폭 변조)은 펄스열의 펄스 진폭을 조정하여 출력과 파형을 조절합니다.

전압형 인버터와 전류형 인버터의 차이점은 무엇입니까?

인버터의 주회로는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 전압형 인버터는 DC 회로 필터링을 위해 커패시터를 사용하여 DC 전압원을 AC로 변환하고, 전류형 인버터는 DC 회로 필터링을 위해 인덕터를 사용하여 DC 전류원을 AC로 변환합니다.

인버터의 전압과 주파수가 비례적으로 변하는 이유는 무엇입니까?

유도 전동기의 토크는 자속과 회전자 전류의 상호 작용에 의해 생성됩니다. 정격 주파수에서 전압이 일정하고 주파수가 감소하면 자속이 과도해져서 자기 회로가 포화되어 모터가 손상될 수 있습니다. 그러므로 전압과 주파수는 비례적으로 변해야 합니다. 이 제어 방식은 팬이나 펌프 등의 에너지 절약형 인버터에 흔히 사용됩니다.

유도 전동기가 상용 주파수 전력으로 구동되어 전압이 떨어지면 전류가 증가합니다. 인버터 구동 모터의 경우 주파수가 감소하면 전압이 감소하면 전류는 증가합니까?

주파수가 감소하면(저속) 동일한 전력 출력을 유지하기 위해 전류가 증가합니다. 그러나 일정한 토크 조건에서는 전류가 상대적으로 안정적으로 유지됩니다.

인버터로 모터를 운전할 때 기동 전류와 토크는 얼마입니까?

인버터를 사용하면 모터가 가속함에 따라 주파수와 전압이 그에 따라 증가하여 기동 전류를 정격 전류의 150% 미만(모델에 따라 125% ~ 200%)으로 제한합니다. 상용 주파수 전력을 사용한 직접 온라인 시동은 정격 전류의 6~7배에 달하는 시동 전류를 발생시켜 기계적 및 전기적 스트레스를 유발합니다. 인버터 구동 모터는 기동 전류가 정격 전류의 1.2~1.5배, 기동 토크가 정격 토크의 70~120%로 원활하게 기동합니다(기동 시간 연장). 자동 토크 부스트 기능이 있는 인버터의 경우 시동 토크가 100%를 초과하여 최대 부하 시동이 가능합니다.

V/f 모드란 무엇입니까?

주파수가 감소하면 전압 V도 비례하여 감소합니다. V와 f 사이의 비례 관계는 모터 특성에 따라 결정되며 일반적으로 컨트롤러의 메모리(ROM)에 저장됩니다. 스위치나 전위차계를 통해 여러 특성을 선택할 수 있습니다.

V와 f를 비례적으로 조정하면 모터 토크는 어떻게 변합니까?

전압이 주파수에 비례하여 감소하면 AC 임피던스가 감소하고 DC 저항이 변하지 않기 때문에 저속에서 토크가 감소하는 경향이 발생합니다. 저주파에서 충분한 시동 토크를 보상하고 달성하려면 출력 전압을 약간 높여야 합니다. 토크 부스트로 알려진 이러한 보상은 자동 조정, V/f 모드 선택 또는 전위차계 설정을 포함한 다양한 방법을 통해 달성할 수 있습니다.

설명서에 속도 범위가 60~6Hz(10:1)로 명시되어 있으면 6Hz 미만에서는 전원 출력이 없다는 뜻인가요?

6Hz 이하에서도 여전히 전력을 출력할 수 있습니다. 단, 모터 온도 상승 및 기동 토크를 고려하여 정격 토크 출력을 유지하면서 과열을 방지하기 위해 최소 운전 주파수를 6Hz 내외로 설정합니다. 인버터의 실제 출력 주파수(기동 주파수)는 모델에 따라 다르며 일반적으로 0.5Hz ~ 3Hz 범위입니다.

60Hz 이상의 표준 모터 조합으로 일정한 토크를 유지할 수 있습니까?

일반적으로 불가능합니다. 60Hz(또는 일부 모드에서는 50Hz) 이상에서는 전압이 일정하게 유지되므로 대략 일정한 전력 특성이 나타납니다. 고속에서 일정한 토크가 필요한 경우 모터 및 인버터 용량을 신중하게 선택하는 것이 필수적입니다.

개루프 제어란 무엇입니까?

모터에 속도 감지기(PG)가 설치되어 있고 실제 속도가 조절을 위해 제어 장치로 피드백되는 경우를 "폐쇄 루프" 제어라고 합니다. PG 피드백이 없는 작동을 "개루프" 제어라고 합니다. 범용 인버터는 일반적으로 개방 루프 제어를 사용하지만 일부 모델은 PG 피드백을 옵션으로 제공합니다. 속도 센서가 없는 폐쇄 루프 제어는 자속의 수학적 모델을 기반으로 실제 모터 속도를 추정하여 가상 속도 센서를 사용하여 폐쇄 루프 제어 시스템을 효과적으로 구성합니다.

실제 속도와 설정 속도 사이에 차이가 있으면 어떻게 됩니까?

개루프 제어에서는 인버터가 설정 주파수를 출력하더라도 부하가 있는 경우 정격 슬립 범위(1%~5%) 내에서 모터 속도가 변동할 수 있습니다. 부하 변화에도 불구하고 고속 조절 정확도와 설정 속도에 가까운 작동이 필요한 애플리케이션의 경우 PG 피드백이 있는 인버터(옵션으로 사용 가능)를 사용할 수 있습니다.

PG 피드백이 있는 모터를 사용하면 속도 정확도가 향상될 수 있습니까?

PG 피드백이 있는 인버터는 향상된 속도 정확도를 제공합니다. 그러나 실제 속도 정확도는 PG의 정밀도와 인버터의 출력 주파수 분해능에 따라 달라집니다.

정지 방지 기능이란 무엇입니까?

설정된 가속 시간이 너무 짧으면 인버터의 출력 주파수가 모터의 속도(전기적 각주파수)보다 훨씬 빠르게 변화하여 과전류가 발생하고 인버터가 트립되어 운전이 정지될 수 있습니다. 이를 정지라고 합니다. 정지를 방지하고 모터 작동을 유지하기 위해 인버터는 전류를 모니터링하고 주파수를 조정합니다. 가속 중 전류가 과도해지면 가속률이 감소합니다. 감속에도 동일하게 적용됩니다. 이러한 메커니즘은 함께 정지 방지 기능을 구성합니다.

가속 및 감속 시간을 별도로 설정할 수 있는 인버터의 의미는 무엇입니까?공통 설정을 사용하는 것?

별도의 가속 및 감속 시간 설정이 가능한 인버터는 짧은 가속 및 점진적 감속이 필요한 애플리케이션이나 엄격한 생산 리듬 요구 사항이 있는 소형 공작 기계에 적합합니다. 이와 대조적으로 가속 및 감속 시간이 모두 긴 팬 드라이브와 같은 애플리케이션의 경우 가속 및 감속 시간에 대한 공통 설정이 적합합니다.

회생제동이란?

모터 운전 중 명령 주파수가 감소하면 모터는 비동기 발전기 모드로 전환되어 브레이크 역할을 합니다. 이 과정을 회생(전기) 제동이라고 합니다.

더 큰 제동력을 얻을 수 있습니까?

모터에서 회생된 에너지는 인버터의 필터 커패시터에 저장됩니다. 커패시터의 용량 및 전압 정격 제한으로 인해 범용 인버터의 회생 제동력은 정격 토크의 약 10%~20%입니다. 옵션 제동 장치를 사용하면 이 수치를 50%~100%까지 늘릴 수 있습니다.

인버터의 보호 기능은 무엇입니까?

보호 기능은 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

(1) 과전류 스톨 방지, 회생 과전압 스톨 방지 등 이상 상황을 자동으로 수정합니다.

(2) 이상 감지 시 전력 반도체에 대한 PWM 제어 신호를 차단하여 모터를 자동으로 정지시킵니다. 예로는 과전류 차단, 회생 과전압 차단, 반도체 냉각 팬 과열 보호, 순간 정전 보호 등이 있습니다.

연속부하용 클러치 사용시 인버터의 보호기능이 작동하는 이유는 무엇입니까?

클러치가 부하를 연결하면 모터는 무부하 상태에서 높은 슬립 영역으로 빠르게 전환됩니다. 이로 인한 높은 전류로 인해 과전류로 인해 인버터가 트립되어 운전이 정지됩니다.

동일한 설비에서 대형 모터가 시동되면 인버터가 작동 중에 정지하는 이유는 무엇입니까?

모터 기동 시 돌입 전류는 모터 용량에 해당하므로 변압기의 고정자 측 전압 강하가 발생합니다. 대형 모터의 경우 이러한 전압 강하는 동일한 변압기에 연결된 다른 장비에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 인버터는 이를 부족 전압이나 순간 정전으로 오해하여 보호 기능(IPE)이 작동하여 정지할 수 있습니다.

인버터 해상도란 무엇이며 왜 중요한가요?

디지털 제어 인버터의 경우 주파수 명령이 아날로그 신호인 경우에도 출력 주파수는 개별 단계로 제공됩니다. 이 단계의 가장 작은 단위를 인버터 분해능이라고 합니다. 일반적으로 인버터 분해능 범위는 0.015Hz ~ 0.5Hz입니다. 예를 들어, 0.5Hz 분해능의 경우 23Hz 이상의 주파수를 23.5Hz 또는 24.0Hz로 조정하여 계단식 모터 작동이 가능합니다. 이는 연속 권선 제어와 같은 응용 분야에서 문제가 될 수 있습니다. 이러한 경우 약 0.015Hz의 분해능은 4극 모터의 경우 각 단계가 1r/min 미만에 해당하여 충분한 적응성을 제공하도록 보장합니다. 일부 인버터 모델은 명령 해상도와 출력 해상도를 구별합니다.

인버터 설치 방향에 제한이 있나요?

인버터 설계는 내부 부품과 후면의 냉각 효율성을 고려합니다. 장치의 방향은 환기에 매우 중요합니다. 패널 장착형 또는 벽 장착형 유닛형 인버터의 경우 세로 위치의 수직 설치를 권장합니다.

소프트스타터를 사용하지 않고 모터를 고정주파수 인버터에 직접 연결하는 것이 가능합니까?

매우 낮은 주파수에서는 이것이 가능합니다. 그러나 설정 주파수가 높으면 유틸리티 주파수 전원으로 직접 온라인 시동하는 조건과 유사합니다. 이로 인해 과도한 시동 전류(정격 전류의 6~7배)가 발생할 수 있으며, 과전류로부터 보호하기 위해 인버터가 트립되므로 모터가 시동되지 않습니다.

60Hz 이상의 모터를 작동할 때 어떤 예방 조치를 취해야 합니까?

60Hz 이상에서 작동하는 경우 다음 사항을 고려하십시오.

(1) 기계 및 관련 장비가 해당 속도(기계적 강도, 소음, 진동 등)에서 작동을 견딜 수 있는지 확인합니다.

(2) 모터는 일정한 전력 출력 범위에 들어가고 출력 토크는 작업 부하를 유지해야 합니다(팬과 펌프의 경우 샤프트 출력 전력은 속도의 세제곱에 따라 증가하므로 약간의 속도 증가에도 주의가 필요합니다).

(3) 베어링 수명이 영향을 받을 수 있으므로 주의 깊게 고려해야 합니다.

(4) 중대형 모터, 특히 2극 모터의 경우 60Hz 이상에서 사용하기 전에 제조사와 협의하시기 바랍니다.

인버터가 기어 모터를 구동할 수 있나요?

감속기의 구조와 윤활 방법에 따라 몇 가지 고려 사항이 적용됩니다. 일반적으로 기어 구조는 최대 70~80Hz를 견딜 수 있습니다. 오일 윤활을 사용하는 경우 연속 저속 작동으로 인해 기어가 손상될 수 있습니다.

인버터로 단상 모터를 구동할 수 있나요? 단상 전원으로 작동할 수 있나요?

일반적으로 이는 실현 가능하지 않습니다. 속도 컨트롤러 또는 스위치 시작 메커니즘이 있는 단상 모터의 경우 작동 지점 아래로 속도를 줄이면 보조 권선이 과열될 수 있습니다. 커패시터 시작 또는 커패시터 실행 유형의 경우 커패시터 폭발이 발생할 수 있습니다. 인버터에는 일반적으로 3상 전원 공급 장치가 필요하지만 일부 소용량 모델은 단상 전원으로 작동할 수 있습니다.

인버터는 얼마나 많은 전력을 소비합니까?

전력 소비량은 인버터 모델, 작동 상태, 사용 빈도에 따라 다릅니다. 정확한 값을 지정하는 것은 어렵습니다. 그러나 60Hz 이하의 인버터 효율은 약 94%~96%로 손실을 추정하는 데 사용할 수 있습니다. 회생제동 내장형 인버터(예: FR-K 시리즈)의 경우, 제동 손실을 고려하면 전력 소모가 늘어나며 이는 제어반 설계 시 주의할 사항입니다.

6~60Hz 전 범위에 걸쳐 연속동작이 안되는 이유는 무엇인가요?

대부분의 모터는 냉각을 위해 샤프트의 외부 팬이나 로터 엔드 링의 블레이드를 사용합니다. 속도가 감소하면 냉각 효과가 감소하여 모터가 고속에서와 동일한 열 발생을 견딜 수 없게 됩니다. 이 문제를 해결하려면 저속 부하 토크를 줄이거나 더 큰 용량의 인버터와 모터 조합을 사용하거나 특수 모터를 사용하십시오.

브레이크가 장착된 모터를 사용할 때 어떤 예방 조치를 취해야 합니까?

브레이크 여자 회로의 전원은 인버터 입력측에서 공급받아야 합니다. 인버터가 전원을 출력하는 중에 브레이크가 작동하면 과전류로 인해 정지될 수 있습니다. 따라서 인버터의 전원 출력이 정지된 후에만 브레이크가 작동하도록 하십시오.

역률 개선 콘덴서를 탑재한 모터를 인버터로 구동할 때 모터가 기동하지 않는 이유는 무엇입니까?

역률개선 콘덴서에는 인버터 전류가 흐릅니다. 충전 전류로 인해 인버터에 과전류(OCT)가 발생하여 기동이 불가능할 수 있습니다. 이를 해결하려면 커패시터를 제거하고 모터를 작동하십시오. 역률을 높이려면 인버터 입력측에 AC 리액터를 설치하는 것이 효과적입니다.

인버터의 수명은 얼마나 됩니까?

인버터는 정적 장치이지만 필터 커패시터 및 냉각 팬과 같은 소모성 구성 요소를 포함합니다. 이러한 부품을 정기적으로 유지 관리하면 인버터를 10년 이상 사용할 수 있습니다.

인버터에서 냉각팬의 방향은 어떻게 되며, 고장이 나면 어떻게 됩니까?

일부 소용량 인버터에는 냉각 팬이 없습니다. 팬이 있는 모델의 경우 공기 흐름은 일반적으로 아래에서 위로 이루어집니다. 인버터를 설치할 때 공기 흡입 및 배출을 방해하는 장비를 장치 위나 아래에 배치하지 마십시오. 열에 민감한 부품을 인버터 위에 올려 놓지 마십시오. 팬 정지 또는 냉각 팬 과열을 감지하여 팬 고장을 방지합니다.

필터 커패시터의 수명은 어떻게 결정됩니까?

커패시터로 사용되는 필터 커패시터는 시간이 지남에 따라 점차 정전 용량을 잃습니다. 정기적으로 정전 용량을 측정하고, 정격 용량의 85%에 도달하면 커패시터의 수명이 만료되는 것을 고려하십시오.

인버터 설치 방향에 제한이 있나요?

인버터는 일반적으로 패널 내에 설치됩니다. 그러나 완전히 밀폐된 패널은 부피가 크고 공간을 많이 차지하며 비용이 많이 듭니다. 완화 조치에는 다음이 포함됩니다.

(1) 실제 장비의 냉각에 필요한 패널을 설계합니다.

(2) 알루미늄 방열판, 핀 및 냉각제를 사용하여 냉각 영역을 늘립니다.

(3) 히트파이프를 활용한다.

또한 뒷면이 노출된 인버터 모델도 개발됐다.

컨베이어 벨트 속도를 80Hz로 높이려면 인버터 용량을 어떻게 선택해야 합니까?

컨베이어 벨트의 전력 소비는 속도에 비례합니다. 80Hz에서 작동하려면 인버터와 모터 전력이 모두 80Hz/50Hz에 비례하여 증가해야 합니다. 즉, 용량이 60% 증가해야 합니다.

유지보수 및 검사 시 주의사항:

(1) 입력 전원을 끈 후 감전을 방지하기 위해 점검을 시작하기 전에 최소 5분 정도 기다리십시오(충전 표시 LED가 꺼졌는지 확인하십시오).

(2) 유지보수, 검사 및 부품 교체는 자격을 갖춘 직원이 수행해야 합니다. 작업을 시작하기 전에 모든 금속 품목(시계, 팔찌 등)을 제거하고 절연 도구를 사용하십시오.

(3) 감전 및 제품 손상을 방지하기 위해 인버터를 임의로 개조하지 마십시오.

(4) 인버터를 수리하기 전에 입력 전압을 확인하십시오. 220V급 인버터에 380V 전원을 연결하면 파손(커패시터, 배리스터, 모듈 폭발 등)이 발생할 수 있습니다.

반도체 소자를 주성분으로 하는 인버터는 온도, 습도, 먼지, 진동 등의 불리한 작업 환경에 대비하고, 부품 수명 제한으로 인한 고장을 예방하기 위해 일상 점검이 필요합니다.

검사 항목:

(1) 일상점검 : 인버터가 요구대로 작동하는지 확인한다. 인버터 운전 중 입력 및 출력 전압을 확인하려면 전압계를 사용하십시오.

(2) 정기 점검 : 인버터를 정지한 경우에만 접근 가능한 모든 구역을 점검하십시오.

(3) 부품 교체 : 부품의 수명은 설치 조건에 따라 크게 영향을 받습니다.