저전압 AC 드라이브 설명: 작동 방식 및 애플리케이션에 맞게 선택하는 방법

거의 모든 현대식 공장을 거닐다 보면 조용하고 눈에 띄지 않는 작업을 수행하는 저전압 AC 드라이브를 발견할 수 있습니다. 공정에 필요한 압력을 정확히 유지하면서 펌프를 유지하고, 벨트가 끊어지지 않고 컨베이어를 램핑하거나, 팬 속도를 15% 줄이고 전력 소모량을 1/3 이상 줄입니다. 이는 고정 속도 주 전원 공급 장치와 작업이 요구하는 모든 속도에서 실제로 작동해야 하는 모터 사이의 연결 고리입니다.

Raynen에서는 OEM 기계, 공장 개조 및 중공업용 드라이브를 제작하는 데 수년을 보냈습니다. 이 가이드는 우리 엔지니어들이 가장 자주 듣는 질문, 즉 저전압 AC 드라이브 내부에 무엇이 있는지, 주요 유형을 비교하는 방법, 선택 기준이 중요한지, 실제로 투자 회수가 어디에서 오는지 답변합니다.

저전압 AC 드라이브로 간주되는 것은 무엇입니까?

저전압은 드라이브가 전달하는 전력이 아니라 드라이브가 연결하는 공급 장치를 나타냅니다. IEC 정의에 따르면 저전압은 최대 1,000V AC까지 작동하며 산업용 드라이브는 200V, 380~480V 또는 525~690V 네트워크용으로 제작되었습니다. 380-480V 등급은 분수 킬로와트 크기부터 최대 수백 킬로와트까지 압도적인 대부분의 모터를 포괄하는 주력 제품입니다. 중전압 드라이브는 대략 2.3kV를 대신하여 매우 큰 기계에 사용됩니다.

용어는 대부분의 혼란을 야기합니다. VFD, VSD 및 "인버터"는 모두 동일한 상자를 설명합니다. 엄밀히 말하면 인버터는 하나의 내부 단계일 뿐입니다. 전체 제품은 AC 드라이브이고, 저전압 AC 드라이브는 단순히 저전압 등급용으로 설계된 제품입니다.

저전압 AC 드라이브의 작동 방식

매 저전압 AC 드라이브 동일한 변환을 수행합니다. 즉, 그리드에서 고정 주파수, 고정 전압 AC를 가져와 모터에 가변 주파수, 가변 전압 AC를 전달합니다. 세 단계가 작업을 수행합니다.

1. 정류기. 다이오드 브리지 또는 회생 장치의 활성 프런트 엔드는 들어오는 3상 AC를 DC로 변환합니다.
2. DC 버스. 커패시터와 대형 장치의 경우 DC 초크는 링크를 원활하게 하고 과도 부하에 대한 에너지를 저장합니다.
3. 인버터. IGBT 모듈은 DC 링크를 제어 보드가 설정하는 주파수와 전압의 펄스 폭 변조 AC 파형으로 다시 전환합니다.

유도 전동기의 동기 속도는 공급 주파수를 따르기 때문에 주파수를 변경하면 속도가 직접 변경됩니다. 전압 강하 없이 주파수를 강하시키면 자기 회로가 포화되므로 드라이브는 모든 작동 지점에서 주파수당 볼트 비율 또는 고급 모터 모델의 균형을 유지합니다.

당신이 보게 될 제어 방법

• V/f 제어: 간단하고 관대하며 팬, 펌프 및 기타 2차 부하에 잘 맞습니다.
• 센서리스 벡터 제어: 컨베이어, 믹서 및 압출기에 대한 인코더 없는 토크 응답.
• 폐쇄 루프 벡터 제어: 크레인, 와인더 및 공작 기계의 정확한 속도와 토크에 대한 인코더 피드백.

저전압 AC 드라이브의 유형

시장은 몇 가지 실용적인 제품군으로 나뉩니다. 벽에 장착된 밀폐형 드라이브는 대략 0.4kW ~ 90kW를 차지하며 기계 옆이나 작은 패널 내부에 위치합니다. 모듈식 및 캐비닛 내장형 드라이브는 더 높은 전력을 처리하고 공유 DC 버스, 제동 장치 및 필터를 애플리케이션에 맞게 구성할 수 있습니다. 멀티 드라이브 시스템은 하나의 정류기에서 여러 인버터에 전력을 공급하는데, 이는 섬유, 포장 및 금속 라인에서 흔히 볼 수 있습니다. 회생 드라이브는 제동 에너지를 저항기에서 태우는 대신 공급 장치로 반환합니다.

대부분의 일상 업무에는 소형 벽걸이형 장치로 충분하며 패널 크기도 작게 유지합니다.

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드라이브 또는 소프트 스타터?

두 장치 모두 모터 앞에 위치하며 램프를 제어하므로 서로 비교되는 경우가 많습니다. 결정적인 질문은 모터가 시작된 후 속도를 변경해야 하는지 여부입니다.

프로세스에 다른 속도가 필요하지 않은 경우 일반적으로 소프트 스타터가 더 저렴한 대답입니다. 속도, 토크 또는 에너지 소비가 수요를 따라야 한다면 드라이브가 더 나은 투자입니다.

올바른 드라이브 선택

데이터시트 전력 등급은 답이 아닌 출발점입니다. 먼저 부하를 처리하십시오.

• 모터 전류 및 과부하: 전부하 전류의 크기를 확인한 후 해당 듀티에 1분 이상 동안 120%, 150% 또는 200% 과부하가 필요한지 확인하십시오.
• 부하 토크 프로필: 컨베이어 및 압출기와 같은 일정한 토크 부하에는 2차 팬 및 펌프 부하보다 더 많은 드라이브가 필요합니다.
• 속도 범위: 기본 속도 이상의 정전력 작동에는 약계자 및 그에 맞는 정격 모터가 필요합니다.
• 제동: 제동 저항기, 제동 장치 또는 회생 프런트 엔드가 필요한지 결정합니다.
• 환경: 주변 온도, 고도, 먼지, 습도 및 필수 IP 등급은 모두 사용 가능한 출력 전류를 감소시킵니다.
• 전력 품질: 일반적으로 초크 또는 필터 추가 여부를 결정하는 고조파 제한, 케이블 길이 및 EMC 범주입니다.
• 통합: 필드버스 프로토콜, I/O 수 및 드라이브가 기존 제어 플랫폼과 통신해야 하는지 여부.

부하가 크거나 역학이 엄격한 경우에는 적절한 모터 자동 튜닝 기능을 갖춘 벡터 드라이브가 더 안전한 선택입니다.

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저전압 AC 드라이브가 결과를 제공하는 곳

애플리케이션은 몇 가지 패턴을 중심으로 클러스터됩니다. 팬 및 펌프 시스템에서 드라이브는 조절 밸브 또는 댐퍼를 대체하므로 모터는 프로세스에 필요한 흐름만 생성합니다. 압축기에서 드라이브는 하역 손실을 줄이고 압력을 일정하게 유지합니다. 화학 공장에서는 시작할 때마다 기어박스에 충격을 줄 수 있는 원심분리기와 혼합기를 조작합니다. 고무 및 플라스틱 라인은 스크류 압출기에 이를 사용하고, 리프팅 장비 및 공작 기계는 제어된 가속 및 반복 가능한 위치 지정을 위해 이를 사용합니다.

수처리 송풍기, 수중 펌프 및 정압 공급 시스템은 동일한 논리를 따릅니다. 이러한 임무가 어떻게 구성되어 있는지 확인할 수 있습니다. 팬 및 펌프 애플리케이션 솔루션 .

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에너지 효율성, 신뢰성 및 전력 품질

친화력 법칙은 절약 이야기의 대부분을 설명합니다. 원심 부하에서 흐름은 속도에 따라 달라지고 샤프트 동력은 속도의 세제곱에 따라 달라집니다. 따라서 20% 속도 감소는 전력을 대략 절반으로 줄입니다. 이것이 팬과 펌프의 개조 프로젝트가 일반적으로 1~3년 내에 드라이브에 대한 보상을 제공하는 이유입니다.

신뢰성은 보호와 우수한 설치에서 비롯됩니다. 최신 드라이브는 출력 전류, DC 버스 전압, 방열판 온도 및 접지 누출을 모니터링하고 프로세스가 허용할 때마다 트립이 아닌 토크를 제한합니다. 고조파 및 EMC에는 여전히 주의가 필요합니다. DC 또는 AC 초크는 전류 왜곡을 줄이고, 차폐된 모터 케이블과 올바른 접지 제어 공통 모드 잡음을 제어하며, 케이블 길이 제한은 빠른 스위칭 에지로부터 모터 절연을 보호합니다.

시운전, 문서화 및 지원

좋은 시운전은 대부분 준비입니다. 먼저 모터 명판 데이터를 입력하고 자동 튜닝을 실행한 다음 드라이브가 부하를 감지하기 전에 실제 관성을 중심으로 가속 및 감속 램프를 설정합니다. 모터 케이블 스크린의 양쪽 끝을 본딩하고, 제어 배선을 전원 배선과 멀리 두고, 교체 장치를 신속하게 로드할 수 있도록 최종 매개변수 세트를 기록하십시오.

유지 관리는 예정된 시간에 간단하게 유지됩니다. 방열판과 냉각 팬을 청소하고, 장기간 서비스한 후 DC 버스 커패시터를 점검하고, 매년 단자 토크를 확인하고, 열화상을 사용하여 느슨한 연결을 조기에 찾아냅니다. 우리의 사용자 매뉴얼 및 다운로드 두 작업 모두에 필요한 매개변수 목록, 배선 다이어그램 및 펌웨어 문서를 휴대하십시오.

자주 묻는 질문

저전압 AC 드라이브가 모터를 0 속도로 유지할 수 있습니까?

예, 토크를 생성하는 동안 샤프트를 정지 상태로 유지할 수 있지만 모터는 저속에서 연속 사용이 가능한 등급이어야 합니다. 표준 자체 냉각 모터는 속도가 떨어지면 냉각 공기 흐름을 잃으므로 유지 시간이 길 경우 별도의 통풍 모터를 계획하십시오.

모터 케이블은 드라이브에서 얼마나 멀리 연결할 수 있습니까?

경험상 대략 30-50m 비차폐 또는 20-30m 차폐됩니다. 더 긴 실행에는 가파른 스위칭 에지로부터 모터 권선을 보호하기 위해 dV/dt 필터 또는 출력 리액터가 필요합니다.

항상 제동 저항이 필요합니까?

아니요. 이는 부하가 드라이브가 에너지를 흡수할 수 있는 것보다 더 빠르게 에너지를 재생하는 경우에만 필요합니다. 예를 들어 고관성 팬을 빠르게 정지시키거나 호이스트를 내리는 경우입니다. 느린 램프 다운과 낮은 관성 부하에는 추가 작업이 필요하지 않은 경우가 많습니다.

저전압 AC 드라이브는 단일 사양보다 세심한 매칭을 보장합니다. 토크 프로필, 과부하 요구 사항 및 환경을 올바르게 파악하면 드라이브는 반복되는 문제가 아니라 유지 관리가 필요 없는 기계의 일부가 됩니다.

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