전기

인버터 이론 자료

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 역 변환을 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. 

2. 인버터의 종류 

(1) 전류형 인버터 

1) 개념 

전류형 인버터는 DC LINK 양단에 평활용 콘덴서 대신에 리액터 L을 사용하는데, 인버터측에서 보면 고 임피턴스 직류 전류원으로 볼수 있으므로 전류형 인버터라 한다. - 전류 일정 제어. 

2) SYSTEM 구성

2) 회로 설명 

PAM 제어는 컨버터부에서 AC전압을 DC전압으로 변환시 DIODE MODULE 대신 SCR MODULE을 사용하여 위상 제어기법으로 직류전압을 제어하고, 동시에 인버터부에서 주파수를 제어하는 방식이다. 즉, 하기 그림과 같이 전압의 진폭 및 주파수를 제어하는 방식이다.

PAM 제어시 인버터 출력 전압 파형

 

(2) PWM(Pulse Width Modulation) 제어방식

1) 주회로 구성 

2) 회로 설명 

PWM 제어는 컨버터부에서 DIODE MODULE을 이용하여 AC전압을 DC전압 으로 정류시켜 콘덴서로 평활시킨 다음, 인버터부에서 직류전압을 CHOPPING 하여 펄스폭을 변화시켜서 인버터 출력전압을 변화시키며, 동시에 주파수를 제어하는 방식이다.

즉,아래 그림 과 같이 제어하는 방식으로, 펄스폭이 1/2주기에 있어서 같은 간격인 등펄스폭 제어와 중앙부에서 양단으로 좁아지는 부등 펄스폭제어가 있다. 

 

① 부동 펄스폭 제어방식

                                        < 부등 PULSE 폭 제어방식 > 

② 등 펄스폭 제어방식

                                            < 등 PULSE 폭 제어방식 > 

3) PWM 펄스 변조 원리 

fR : 기준신호( 정현파 ) fc : 비교신호( 삼각파 ) 

fC는 일정한 주파수로 유지한 상태에서 fR의 신호의 진폭 및 주기를 가변시켜 펄스의 폭을 가변함으로 ,인버터의 출력전압과 주파수를 동시에 제어하는 방식이다. 

(3) PWM & PAM 제어방식 비교

순	제어방식 항 목	PWM 제어		PAM 제어
		부등간격제어(PM)	등간격제어(DM)
1	출력 전압 파형	PWM 구형파	PWM 구형파	정현파
2	출력 전류 파형	정현파	정현파	구형파
3	적용 인버터	전압형 인버터		전류형 인버터
4	제어회로	복 잡	간 단	간 단
5	모터효율	○	△	×
6	인버터 효율	95% 정도		90% 정도
7	전원 역율	80 ∼ 94%		90% 정도
8	진 동	○		△
9	전원 고조파	○		×
10	장점	응답성이 좋다 전원역률이 높다 주회로가 간단하다 모터 효율이 높다 저속 진동영향이 적다 고속운전이 가능	응답성이 좋다 전원역률이 높다 인버터 효율이 높다 회로가 간단하다	고차 노이즈가 적다 내구성이 강하다
11	단점	고차 NOISE가 큼. 과부하 내량이 적음.	전원이용율이 낮다. 저속에서 진동이 큼 고차 NOISE가 큼	전원 역율이 낮다. 응답성이 나쁘다. 주회로가 복잡하다. 저속에서 진동이 큼.

기타 인버터 참조 자료 첨부 합니다.

inverter1.pdf 

inverter2.pdf 

인버터(충주대).pdf