인버터 동작원리 및 특성
- 조혁
- 8423
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동작원리 및 특성
1. PWM과 PAM제어의 차이는?
PWM이란 Pulse Width Modulation (펄스폭 변조)의 약칭으로 평활된 직류전압의 크기는
변화시키지 않고 펄스상의 전압의 출력시간을 변화시켜 등가인 전압을 변화시킵니다.
모터에 흐르는 전류가 정현파에 가까워지도록 출력 펄스의 폭을 차례로 변환시키는 방식을
정현파 PWM이라 부르고, 저주파 영역의 모터 토크리플이 작으므로 최근에는 이 방식이
주류로 되어가고 있습니다.
PAM은 Pulse Amplitude Modulation (펄스 높이 변조)의 약칭으로 교류를 직류로 변환할
때의 직류 크기를 변환시켜 출력합니다. 그래서 PWM에 비해 고조파 성분이 적고 모터의
운전음이 작아지는 특징이 있습니다.
2. 전압형과 전류형의 차이는?
전압형 인버터는 상용전원을 콘버터로 직류로 변환한 후 콘덴서에서 평활된 전압을
인버터부에서 소정의 주파수의 교류출력으로 변환합니다. 즉, 전압형 인버터는 전압의
주파수를 변환해서 모터의 회전수를 변환하는 방식입니다.
전류형 인버터는 콘덴서 대신에 코일(리액터)이 있습니다. 콘버터에서 직류로 변환한뒤
전류를 리액터로 평활해서 인버터에서 교류출력합니다. 즉, 전류형 인버터는 전류의
주파수를 변환해서 모터의 회전수를 변환하는 방식입니다. 범용 인버터는 전압형이 채용
되어지고 있습니다.
3. 정격이 60Hz인 표준모터를 60Hz이상에서 운전할 수 있습니까?
그리고, 토오크는 어떻게 됩니까?
정격이상의 주파수(50, 60Hz)로 운전할 때는 전압은 일정한 상태에서 주파수 제어가
되므로 출력일정(정출력)특성으로 됩니다. 그러나 토크는 거의 2승에 비례해 감소하게
됩니다. 고속으로 토크가 필요한 경우에는 모터와 인버터의 용량선정에 주의가 필요합니다.
4. 인버터가 전압과 주파수(V/F비)를 비례적으로 변환해서 출력하는 이유는 무엇입니까?
모터는 철심에 코일을 감아 자속을 만들고 그 자속과 회전자에 흐르는 전류와의 전자력에
의해 회전합니다. 정격 주파수 이하에서 전압이 일정한 채 주파수만을 낮추면 자속이
과대해 지고 자기 회로가 포화해서 모터를 손상시킵니다. 이 때문에 주파수와 전압을
비례적으로 변환하는 것입니다. (V/F일정 제어)
5. 상용전원에서 전압이 내려가면 전류가 증가하지만 인버터의 경우 주파수를 내리면
전압도 내려가는데 왜 모터의 전류가 증가하지 않습니까?
주파수를 내려 모터의 속도를 낮추어도 같은 출력을 내면 전류는 증가하지만 토크 일정
조건하에서는 대부분 일정한 전류가 흐릅니다.
6. 일반적으로 인버터로 모터를 운전할 때 3Hz 이상에서 사용하는데 3Hz이하는 출력이
되지 않는 것입니까?
최저 사용주파수와 기동주파수는 다릅니다. 최저 사용주파수는 모터의 온도 상승이나
기동 토크의 크기등의 조건으로 3Hz전후로 합니다만, 기동 주파수는 실제로 전압이
출력되는 지점으로 대략 0.2~5Hz 정도가 됩니다.
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