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- 고석원
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시중에는 너무나 다양한 메이커에서 수많은 모델의 인버터 제품들이 쏟아져 나오고 있다.
그만큼 객관적으로 필요 설비에 적합한 제품을 찾기가 어려워졌다.
자신에게 필요한 인버터의 선정을 위해 엔지니어가 미리 알아야 할 내용들을 정리해 본다. <편집자 주>
인버터 용량의 선정
특수모터와 복수대의 모터를 1대의 인버터로 병렬 운전할 경우는 모터 정격전압의 합계
1.1배가 인버터의 정격출력 전류 이하가 되도록 인버터의 용량을 선정한다.
모터의 시동 토크
인버터로 구동하는 모터의 시동, 가속 특성은 조합된 인버터의 과부하 전류정격에 의해 제약을 받는다.
일반적으로 상용전원으로 시동할 때에 비해 토크특성은 작은 값이 된다.
커다란 시동 토크를 필요로 할 경우,
토크 부스트 조정과 간이자속 벡터로도 불충분할 때는 인버터의 용량을 1단계 위의 것을 선택하거나
또는 모터와 인버터의 용량을 모두 업시켜야 한다.
가감속 시간
모터의 가감속시간은 모터가 발생하는 토크와 부하토크, 그리고 부하의 관선 모멘트(GD2)에 의해 결정된다.
가감속중에 전류 제한기능과 스톨 방지기능이 동작하는 경우에는 시간이 증가하므로, 가감속 시간을 길게 재설정한다.
가감속 시간을 짧게 하고 싶은 경우는, 토크 부스트값을 크게 하거나(너무 크게하면 시동시에 스톨 방지기능이 동작하여,
오히려 가속시간이 길어지는 경우가 있다), 간이 자속 벡터 제어를 사용한다. 또는 인버터, 모터 용량을 모두 업시킨다.
또한 감속시간을 짧게 할 경우에는 제동 에너지의 흡수에 필요한 브레이크 유닛(FR-BU, MT-BU5)과 전원 회생공통 컨버터(FR-CV), 전원회생 유닛(MT-RC) 등의 추가가 필요하게 된다.
동력전달기구(감속기, 벨트, 체인 등)
동력전달 계통에 오일 윤활방식의 기어박스와 변/감속기 등을 사용하고 있는 경우는,
저가속만으로 연속운전하면 오일 윤활이 나빠져 소손될 우려가 있으므로 주의한다.
또한 60Hz를 넘는 고속 운전은 동력전달 기구의 소음, 수명,
원심력에 의한 강도 부족 등의 문제가 생기므로 충분히 주의가 필요하다.
과부하 운전
인버터에서 운전, 정지의 반복 빈도가 높은 운전을 할 경우에는 큰 전류가 반복해서 흐름으로써,
인버터의 트랜지스터 소자의 온도상승과 하강이 반복되고, 열 피로에 의해 수명이 짧아지는 경우가 있다.
열피로에는 전류의 크기가 영향을 주므로 구속전류와 시동전류 등을 작게 함으로써, 수명을 연장하는 것이 가능하다.
전류를 작게 함으로써 수명을 연장하는 것이 가능하지만, 전류 자체를 작게 하면 토크 부족이 되고,
시동할 수 없는 경우도 있으므로 인버터의 용량을 크게하여 전류에 대해 여유를 갖게하는 것도 대책이 된다.
노퓨즈 브레이커의 설치와 선정
수전측에는 인버터 입력측의 배선보호를 위해 노퓨즈 브레이커(NFB)를 설치한다.
NFB의 선정은 인버터의 전원측 역률(전원전압, 출력 주파수, 부하에 의해 변화)에 따른다.
특히 완전전자형 NFB는 고조파 전류에 의해 동작 특성이 변화하므로, 큰 용량으로 선정할 필요가 있다.
인버터의 출력측에 노퓨즈 브레이커를 설치할 경우, 노퓨즈 브레이커의 선정은 각각의 업체에 문의가 필요한다.
입력측 전자 접촉기의 취급
외부단자에 의한 운전(단자 STF 또는 STR을 사용) 할 경우,
순시정전 등의 정전 후 복전했을 때의 자연 재시동에 의한 사고의 방지와 보수작업의 안전 확보를 위해,
입력측 MC를 설치한다.
이 MC에서의 빈번한 시동정지는 하지 않는다.(인버터 입력회로의 개폐수명은 100만회 정도로 되어 있다.)
파라미터 유닛 운전의 경우는 복전후의 자동 재시동은 없으므로 MC에서의 시동은 불가능하다.
또한 입력측 MC에서 정지시킬 수 있으나, 인버터 특유의 회생 브레이크는 동작하지 않고 프리런 정지가 된다.
출력측 전자접촉기의 취급
인버터와 모터간의 전자접촉기는 인버터, 모터 모두 정지중에 절환한다.
인버터 운전중에 OFF→ On한 경우, 인버터의 과전류보호 등이 동작한다.
상용전원에 대한 절환 등을 위해 MC를 설치할 경우는 사용 절환기능을 사용할 것을 권장한다.
서멀 릴레이의 설치
모터를 과열에서 보호하기 위해 인버터는 전자서멀을 갖고 있는데,
1대의 인버터로 복수대의 모터를 운전할 경우와 다극 모터를 운전하는 경우 등은
인버터와 모터간에 열동형 서멀 릴레이(OCR)를 설치한다. 이경우 인버터의 전자서멀은 0A로 설정하고,
열동형 서멀 릴레이의 설정은 모터 정격명판의 전류치에 선간 누설전류를 추가한다.
저속 운전할 경우는 모터의 냉각능력이 저하하므로, 서멀 프로텍터 또는 서미스터 내장 모터의 채용을 권장한다.
출력측 계측기
인버터와 모터간의 배선길이가 긴 경우,
특히 400V 클래스 소용량에서는 선간 누설 전류의 영향으로 계기와 CT가 발열하는 일이 있으므로 전류정격에 여유를 갖고 기기를 선정한다.
인버터의 출력전압과 출력전류를 측정, 표시되는 경우는 인버터의 단자 AM-5 출력 기능을 활용할 것을 권장한다.
역률개선 콘덴서(진상 콘덴서)의 폐지
인버터 출력측의 역률 개선용 콘덴서 및 서지 킬러는 인버터 출력의 고조파 성분에 의해 과열, 파손할 우려가 있다.
또한 인버터에는 과전류가 흐르는 과전류 보호가 동작하므로, 콘덴서와 서지 킬러는 넣지 않는다.
전선의 굵기와 배선거리
인버터와 모터간의 배선거리가 긴 경우에는,
특히 저주파수 출력시 주회로 케이블의 전압강하가 2% 이하가 되도록 굵은 전선으로 배선한다.
특히 긴 거리의 경우는 배선의 부유용량에 의한 충전전류의 영향을 받아 과전류 보호기능이 오동작할 수 있으므로,
최대 배선 길이가 500m 이하가 되게 한다.
조작 채널을 본체에서 떼어 설치할 경우, 파라미터 유닛을 접속할 경우는 권장 접속 케이블을 사용한다.
아날로그 신호에 의한 원방 조작의 경우는 조작기 또는 조작신호와 인버터 회로(주회로 및 릴레이 시퀀스 회로)와 분리하여 배선해야한다.
주파수의 설정을 파라미터 유닛이 아니라 외부 볼륨으로 할 경우는, 실드선 또는 트위스트선을 사용하고 실드는 대지 어스로 하지 않고 단자5에 접속한다.
접지
인버터를 저소음 운전하면 고속 스위칭 동작에 의해 누설 전류가 비저소음 운전시에 비해 증가한다. 인버터 및 모터는 반드시 접지하여 사용한다. 또한 인버터의 접지에 반드시 인버터의 접지단자를 사용한다.(케이스 샤시는 사용하지 않는다.)
노이즈
캐리어 주파수를 높이고 저소음 운전할 경우는 전자 노이즈가 증가하는 경향이 있으므로,
설치 상황에 따라서는 비저소음(초기 상태)에서 노이즈의 영향이 나올 수 있다.
캐리어 주파수의 설정치를 작게 하면 노이즈 레벨을 내릴 수 있다.
AM 라디오 방송의 잡음 대책과 센서류의 오동작 대책에는 내장의 EMC 필터를 ON하는 것으로 효과가 있다.
인버터의 동력선으로부터의 유도 노이즈 대책으로는, 거리를 30cm(최저 10cm) 이상 떨어뜨리고,
신호선에 트위스트 페어 실드선을 사용하면 효과가 있다.
실드는 어스하지 않고 신호의 코먼측에 한 점 접속한다.
누설전류
인버터의 입출력 배선과 다른 선간 및 대지간, 모터에는 정전 용량이 존재하고, 이것을 통해 누설 전류가 흐른다.
그 값은 정전용량과 캐리어 주파수 등에 의해 좌우되므로,
인버터의 캐리어 주파수를 높게 하여 저소음으로 운전을 할 경우에는 누설 전류가 증가하게 되므로 다음<표2, 3>과 같은 방법으로 대책을 실시한다. 또한 누전 브레이커의 선정은 캐리어 주파수의 설정에 관계없이 누전 브레이커의 정격 감도전류의 선정에 따른다.
고조파 억제대책 가이드라인
인버터에서 발생한 고조파 전류는 전원 트랜스를 통하여 수전점으로 유출해 간다. 이 유출 고조파에 의해 다른 수요가에게 영향을 미치지 않게 하기 위해 고조파 억제대책 가이드라인이 국제적으로 마련되고 있다.
<자료제공: 한국미쓰비시전기>
아래 첨부파일은 야스카와 인버터 교육자료 입니다
기초 설명 및 인버터 선정 조건에 대해 설명되어져 있네요
낙장불입님 포함 1명이 추천
추천인 1
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첨부 1
댓글 10
감사합니다
2017.09.02. 10:17
감사합니다.
2017.09.04. 15:17
감사합니다.
2017.09.10. 16:24
좋은 자료 감사합니다.
2017.09.21. 09:41
감사합니다
2017.09.24. 18:30
감사합니다.
2019.08.05. 13:23
감사합니다.
2020.12.15. 17:33
감사합니다
2021.02.24. 17:18
감사합니다
2021.03.02. 23:40
감사합니다 ^^
2023.07.25. 00:37
권한이 없습니다.
