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자연과학에서 가장 많이 사용되는 용어 중의 하나는 아마도 에너지일 것이다. 에너지는 '일을 할 수 있는 능력'으로 정의한다. 우리가 자주 사용하는 에너지에 관한 얘기에는 "우주의 에너지는 보존된다."라는 말도 있고, 에너지 개발이나 고갈 그리고 절약이라는 말도 있다. 얼핏 생각하면 서로 모순적인 이런 표현은 에너지에 대한 이해가 충분하지 못하기 때문에 나온 말이다. 에너지는 자연현상이 발생하는 근본 원인 중 하나로, 이처럼 다양한 표현에서 사용하는 에너지를 제대로 이해하는 것이 자연현상을 설명하고, 이용하는 데 큰 도움이 된다.

자연환경에서 일어나는 물리화학적 변화를 위해서는 열과 일이 필요하다

인류는 자연계에서 일어나는 변화를 이용하여 (heat)을 얻고 (work)을 하면서 삶을 영위한다. 앞에서 말한 변화는 물질을 구성하는 분자는 변하지 않고 단지 물질의 모양이나 상태가 변하는 '물리적 변화'와 분자가 다른 것으로 변하는 '화학적 변화'를 모두 포함한다. 천연가스나 석유가 타는 것은 화학적 변화이고, 이때 나오는 열로 난방을 하고 자동차를 움직이게 하는 일 등을 할 수 있다. 한편 높은 위치에 있는 물이 떨어지는 물리적 변화로 인해 수력 발전이 가능하고, 여기서 생산된 전기로 열을 얻거나 일을 하기도 한다. 섭취된 음식물의 생체 내 화학적 변화를 통해 우리는 열을 얻고, 몸을 움직이며, 일을 하기도 한다.

물이 떨어지는 물리적인 변화를 이용하여, 전기 에너지를 발생하는 수력발전소

   

열과 일의 정의는 사뭇 다르다

열은 물체가 흡수하면 물체 온도가 올라가게 하는 것을 말한다. 이때 흡수된 열의 양을 열량이라 하는데, 열량의 단위로 칼로리(cal)를 사용한다. 1cal는 물 1g의 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량으로 정의한다. 일반적으로 어떤 주어진 물체 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열량을 열용량(heat capacity)이라 하며, 물체가 흡수한 열량은 열용량(heat capacity)과 변화된 온도(℃)의 곱으로 쉽게 구할 수 있다. 0℃의 얼음이 0℃의 물이 될 때처럼, 열을 흡수하여도 온도 변화가 없을 수 있다. 이때에 열은 물체에 숨어 있다고 생각하고, 숨은 열(latent heat)이라 부른다.

일은 다음과 같이 정의한다. 어떤 것에 힘(F)이 작용하여 거리 s만큼 이동하였을 때 일을 하였다고 하며, 일의 양은 Fs로 주어진다. 기계적인 일의 경우, 힘은 질량과 가속도의 곱이므로 일의 단위는 kgm2/s2이고, 1kgm2/s2의 일을 1 줄(J)이라 한다.

줄은 실험을 통해, 열과 일이 같음을 보였다

   

(James Prescott Joule, 1818-1889)은 1843년에 열과 일은 상호 변환할 수 있고, 따라서 열과 일이 대등하다는 것을 실험적으로 보였다. 줄은 그림과 같은 장치를 만들고, 용기로 열이 들어가지 못하도록 단열하고 나서, 끈에 매단 물체가 중력에 의해 내려갈 때 물속에 있는 프로펠러가 회전하여 물이 데워지는 것을 관찰하였다. 물론 물은 일을 가하지 않고 열만 가해도 데워진다. 정밀한 실험 결과 열량 1cal는 일 4.184J에 해당함을 보였다. 이 실험 결과로 이제는 열과 일의 단위를 모두 줄(J)로 나타내기도 한다.

앞에서 보았듯이, 물의 상태를 나타내는 물의 온도를 높이기 위해서는 외부에서 열을 가하거나, 일을 해주어야 한다. 열과 일을 둘 다 해줄 때는 열 또는 일 한 가지만 해줄 때에 비해 적은 양의 열과 일로 동일한 효과를 얻을 수 있다. 물을 데운 방법에는 상관없이, 데워진 물은 온도만 같으면 모든 성질이 똑같다. 따라서 물의 상태에만 의존하는 어떤 고유한 성질이 열 또는 일에 의해 변했다고 볼 수 있으며, 이와 같은 고유한 성질을 내부에너지(E)라 한다. 어떤 상태 변화에서 내부 에너지의 변화량은 마지막 상태의 값과 처음 상태의 값의 차이이다. 그러나, 열과 일은 상태 변화가 어떤 경로에 따라 일어나는가에 따라 달라지는 '경로 의존 함수'이다.

   

줄은 이 장치를 이용하여 열과 기계적인 일이 같음을 보였다(1843년).<출처:Ian Duster at en. wikipedia.com>

   

열역학 제1법칙 : 고립계의 에너지는 변화가 없으며, 다만 형태가 변할 뿐이다

화학에서는 우리가 관심을 주는 대상을 계(system)라 하고, 계를 제외한 나머지를 주변이라 한다. 열역학 제1법칙은 계의 내부에너지 변화량(ΔE)은 계가 주변에서 받은 열(Q)과 계에 가해진 일(W)의 합으로 나타낸다.

계가 주변으로 열을 방출하거나 주변에 일하게 되면, Q와 W의 부호는 음(-)이 된다. 이는 계의 에너지가 감소할 때 일어난다. 이처럼 열과 일은 계의 에너지가 변할 때 계에서 외부로 (또는 외부에서 계로) 전달되는 것이다. 계의 에너지가 감소하는 과정에서 열이 전혀 방출되지 않으면 (Q=0), 계의 내부에너지 감소는 외부에 한 일(-W)과 같다. 따라서 내부에너지는 계가 일을 할 수 있는 능력이 된다.

내부에너지는 계가 갖는 모든 에너지의 합이다. 에너지는 열이나 일로 변환될 수 있는 모든 것을 말하는데, 여러 가지 형태로 나누어 구분하기도 한다. 변화되는 것이 무엇인가에 따라 핵화학위치 또는 물질 이름 등을 에너지 앞에 붙이거나, 에너지가 어떤 형식으로 있는가에 따라 빛전기표면운동음향 등을 에너지 앞에 붙이기도 한다.

계가 주변에서 완전히 차단된 고립된 계에서는 계가 주변에서 열을 받거나 줄 수 없고, 또 주변에서 계로 일을 해주거나 계에서 주변으로 일할 수도 없다. 이 경우 Q와 W가 모두 0이 되므로, ΔE = 0, 즉 계의 에너지 총량인 E의 변화가 없다. 우주는 하나의 고립계로 볼 수 있다. 따라서 열역학 제1 법칙은 '우주와 같은 고립계의 에너지 보존 법칙'으로 볼 수 있다. 우주 안에서 어떤 변화가 일어나도, 우주의 에너지는 변화가 없으며, 다만 에너지 형태가 변할 뿐이다.

화학적인 일은 주로 압력과 부피가 변하는 반응을 말한다

일에는 여러 가지 종류가 있다. 화학에서 중요한 일은 압력(P)-부피(V) 일, 전기적 일(전위차 x 이동한 전하량), 표면 일(표면장력 x 늘어난 표면적) 등이 있다. 상태 변화나 화학 반응 등을 고려할 때는 대부분은 P-V 일만 고려하면 한다. 압력은 단위 면적당 작용하는 힘이다. 그림에서 보듯이, 외부 압력에 대항하여 부피가 팽창하는 것은 외부에 대해 일을 하는 것이고, 그 일은 PΔV가 된다. 따라서 다른 일이 없는 경우, 열역학 제1법칙은 다음과 같이 된다.

어떤 변화가 일어날 때의 부피 변화가 없으면 PΔV =0이므로, 내부에너지 변화량은 받은 열량과 같다. 예로 설탕이 연소할 때의 내부에너지 변화량(ΔE)은 설탕과 산소를 혼합시킨 것을 용기에 넣고, 반응을 유발하여 설탕을 연소하고 나서 용기 전체의 부피와 온도가 연소 전의 부피와 온도와 같게 하기 위해 주변에서 계로 가해져야 할 열량과 같다. 실제는 이 반응은 내부에너지가 감소하는 반응으로, 이의 감소량은 주변으로 방출되는 열량과 같다.

외부 압력에 대한 부피 팽창은 일은 라흔 넋임을 보이는 그림(왼쪽).

우리 주변에서 가장 쉽게 볼 수 있는 고립된 계는 보온병이다(오른쪽).

<출처:Denae Bedard at en. wikipedia.com>(오른쪽)

   

이처럼 어떤 변화를 부피가 일정하도록 한 상태에서 일으키고, 이때 주변에서 계로 가해지거나 계에서 주변으로 방출되는 열량을 측정하면 내부에너지 변화량을 구할 수 있다. 그러나, 우리가 설탕을 섭취하였을 때, 체내에서 연소하여 방출되는 열량은 연소 반응의 내부에너지 변화량과는 다르다. 왜냐면 체내에서의 연소는 일정 부피 하에서 일어나는 것이 아니고, 일정 압력 아래에서 일어나기 때문이다.

자연계에서는 일정 압력 하에서의 변화가 더 많다

자연계에서의 대부분의 변화는 대기압(1기압)하에서 일어난다. 따라서 일정 부피에서 일어나는 변화보다는 일정 압력에서 일어나는 변화에서 얼마의 열과 일을 얻을 수 있는가를 아는 것이 실제적으로는 더욱 중요하게 된다. 이는 엔탈피(enthalpy)를 도입하여, 열역학 제1법칙으로부터 쉽게 유도할 수 있다.

박준우 / 이화여대 화학나노과학과 교수

서울대학교 화학과를 졸업하고 템플대학교에서 박사학위를 받았다. 현재 이화여대 화학나노과학과 교수이다. 저서로 [인간과 사회와 함께한 과학기술 발전의 발자취]가 있고, 역서로 [젊은 과학도에 드리는 조언] 등이 있다.

   

발행일 2010.03.04

   

원본 위치 <http://navercast.naver.com/contents.nhn?contents_id=2174&path=|453|489|&leafId=636>

   

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LS고압인버터

HomeProduct드라이브솔루션Inverter(AC Drive)LS고압인버터

 

   

 

   

LSMV-M1000/M1000A

[Compact Size/높은 신뢰성/Energy Saving/사용자중심 Interface]

LS산전 고압드라이브는 최신기술이 적용된 Compact 통합 시스템으로

구성되며 고효율, 고역률을 통한 최적의 Energy Saving Solution

구현합니다. LS산전 고압드라이브는 사용자중심의 Interface 구성되어 

손쉽게 운전의 조작이 가능하고 원하는 정보를 Display하여 고객의 편의를 

극대화하고 있습니다. LS산전 고압드라이브는 입증된 신뢰성/경제성을 

기반으로 가스, 수처리, 조선, 발전, 시멘트 산업 등의 다양한 분야에서

최적의 Solution 제공합니다.

제품 설명

MV Drive Series

LSMV-M1000

LSMV-M1000A

전압

3kV/4kV/6kV/10kV/11kV

3kV/6kV

용량

200kVA~12,500kVA

200kVA~1,200kVA

제어방식

V/F, 센서리스 벡터

  

IP등급

Standard IP21 (~IP42 옵션)

  

규격

CE, UL(진행중)

  

주파수

50/60Hz

  

특징

전원 품질 향상

  • 다권선 위상차 변압기 적용에 따른 입력부 전원품질향상 고조파 외형율(THD) 개선
  • Extended Delta 방식의 변압기와 Separated-Type Multipulse Rectifier 적용함으로써 입력 전류의 THD(Total Harmonic Distortion) 크게 낮추었으며 IEEE-519_1992 기준을 만족
  • 정현파에 가까운 입력 전류를 사용하므로 입력단에 별도의 고조파 필터나 능동 필터 불필요
  • 출력부 멀티레벨 PWM방식의 정현파 출력 실현
  • 기존 모터 케이블 사용 가능으로 쉽게 기존 시스템 적용 가능
  • 인버터-모터간 케이블 길이에 의한 전압반사의 영향이 매우 적음
  • 고압 Drive 사용으로 인한 전동기의 기계적 스트레스를 최소화하며, 별도의 정현파 필터 불필요

    Energy Saving

  • 부하에 대한 최적 속도 제어 통해 에너지 절약 손실 최소화

  • 높은 운전 효율 역률 보장
  • 별도의 역률보상기기 없이 자체 시스템으로 95%이상의 높은 역률 구현 가능
  • /출력 필터 없이 드라이브 단독 시스템 구성으로 시스템 효율 향상

    Compact Size

  • 방열해석 회로/기구 최적화 설계를 통하여 Compact 시스템 구현

    Cell Bypass 기능

  • 운전중 임의의 Cell 고장난 경우, 고장 Cell 자동으로 바이패스함으로써 연속운전 가능

    Flying Start 기능

  • 회전하고 있는 전동기의 속도를 자동으로 추정하여 목표 주파수까지 트립 발생 없이 안정적으로 기동

    순시정전 보상 기능

  • 드라이브 운전 정전 발생시, 드라이브를 정지시키지 않고 부하가 가진 기계적 에너지를 드라이브로 회생시켜 5 Cycle 동안 연속운전이 가능

    동기절체 기능(Synchronous Transfer)

  • 모터전원을 고압드라이브에서 상용전원으로 변경하거나(바이패스 모드), 상용전원에서 고압드라이브로 변경하는(드라이브 모드) 기능

    사용자 중심 Interface

  • 사용자 편의를 극대화한 고해상도 HMI 모니터링 시스템 제공

  • Communication
  • 기본 내장 PLC 통한 고객 전용화 대응 가능(I/O확장성 )
  • 다양한 필드버스 통신을 제공하여 시스템 호환 편의성을 제공 ( Profibus, DeviceNet, Modbus, Metasys N2, LS BUS(RS485) )

    결선도

    외형도

       

       

    Spare Parts List

    전류별 CELL

부품명

모델명

비고

53A

PCM-630V53A, PCM-630V53A-B

50Hz / 60Hz

88A

PCM-630V88A, PCM-630V88A-B

  

105A

PCM-630V105A, PCM-630V105A-B

  

175A

PCM-630V175A, PCM-630V175A-A

  

260A

PCM-630V260A, PCM-630V260A-A

  

350A

PCM-630V350A

  

438A

PCM-630V438A

  

657A

PCM-630V657A

  

   

PCB 제어 전원 SMPS

부품명

  

모델명

비고

Cell

제어보드

PCB ASS'Y, CONTROL, MV-CELL

-

  

SMPS 보드

PCB ASS'Y, SMPS, MV-CELL

셀용량에 따라 달라집니다

Master

제어보드

PCB ASS'Y, CONTROL, MV-MASTER

-

  

아날로그 입력 보드

PCB ASS'Y, ANALOG INPUT, MV-MASTER

-

  

아날로그 출력 보드

PCB ASS'Y, ANALOG OUT, MV-MASTER

-

  

광통신 보드

PCB ASS'Y, OPTIC, MV-MASTER

-

  

디지털 /출력 보드

PCB ASS'Y, DIGITAL I/O, MV-MASTER

-

  

전압 센싱 보드

PCB ASS'Y, VOLTAGE SENSING, MV-MASTER

-

±5V 전원 공급장치

  

VSF50-EE

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VSF50-EE

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국내 인버터 산업 현황 전망은?  

   

/ 임향묵 기자 mwpkorea@yahoo.co.kr 

  

 

1. 인버터란 

인버터란 모터(3상 유도 전동기)의 속도를 변화시키는 장치로 에너지 절약, 공장자동화 합리화에 필수불가결한 장치를 말한다.  

인버터의 특징으로는 주파수와 전압을 가변하여 모터의 속도를 제어하는 방식으로 0.5ZH에서 40HZ까지 다양하게 변화시킬 수 있으며, 에너지 절약 분야, 전기자동차, 엘리베이터, 전철 등의 민생분야, 섬유기계, 공작기계, 반송기계, 공장프로세스라인 등의 공장자동화 분야 등에 쓰이고 있다. 

이러한 인버터는 지난 1950년대 미국의 GE에서 사이리스터 방식으로 처음 개발되어 시장에 등장하였는데, 처음 공장자동화 분야를 중심으로 수요가 급속히 늘어나면서 이제는 가장 널리 사용되는 전동기 가변속기기가 됐다.  

국내에는 80년대 초반 생산성 및 품질 향상을 목적으로 공장자동화 기기를 대상으로 사용되다가 점차적으로 에너지 절약의 중요성이 부각되면서 생산성 및 품질향상 외에도 에너지 절약을 목적으로 사용되고 있다.  

인버터는 사용용도에 따라 전용인버터와 범용인버터로 나눠지는 경우가 대부분이며, 전용인버터의 경우 무정전전원장치, 유도가열장치, 용접기의 응용 등 산업구분 용도에 따라 제작되어 그 산업의 특성에 맞는 전용인버터를 제작, 사용하게 된다. 이에 반해 범용인버터의 경우 산업플랜트 등의 공장설비에서부터 공작기계, 가정용에 이르기까지 광범위하게 활용되고 그 종류도 상당히 많다. 인버터를 적용하기 위해서는 사용자가 사용자 특성에 맞는 인버터를 선정하는 것이 상당히 중요한 과제다.  

전용인버터는 특정한 특성을 위해 제작된 인버터로서 불특정 사용자 다수를 위해 제작되거나 필요산업에서 용도에 맞게 제작, 사용자에 의해 공급자가 조정이 필요한 인버터(벡터제어형인버터 등), 사용자로서는 취급을 할 수 없는 정도의 대용량인 인버터(전압형GOT인버터, 용량이 400Kw 이상인 인버터) 등 용도별, 부하 특성별, 운전형태, 시스템 형태에 알맞게 설계?적용되어지는 것을 전용인버터로 분류하고 있다. 

인버터는 사용전원의 일정전압과 일정주파수를 입력으로 시스템자체서 교류를 직류로 변환하여 다시 직류를 교류로 전압과 주파수를 가변하여 교류전동기의 가변속도 제어 및 전력을 가변속 할 수 있어 광범위한 산업분야에서 각광받고 있다. 

   

2. 주요 핵심기술 

(1) 센서리스 벡터제어관련 기술 

센서리스 벡터제어 기술은 수 년간 인버터관련 핵심기술로서 부각되어 왔으나, 기존에는 Encoder 가격, 배선의 번거로움 및 노이즈 문제 등으로 고성능이 필요한 분야에 한정되어 사용됐다. 

그러나 최근의 제어알고리즘과 마이크로 프로세서 기술의 발전은 센서리스 벡터제어기술의 진보를 가져왔다. 센서리스 벡터제어기술은 다음과 같이 나눌 수 있다.  

   

① 변수 추정 기술 

변수 추정 기술은 Off-line tuning과 On-line tuning으로 나눠지는데, 이는 모두 유도전동기의 내부 변수들인 고정자 저항, 회전자 저항, 상호 인덕턴스, 누설인덕턴스, 자기포화양 등을 계산하는 과정이다. 

이 과정이 정확하게 이뤄져야만 속도 추정 성능이 구현 가능한 것으로, 과거에는 이러한 계산을 위한 별도의 운전과정 즉, Autotuning운전을 통해 계산 한 후 모터의 실제응용운전에 사용했다.  

   

   

② 속도 추정 기술 

속도 추정 기술은 인버터의 전압과 전류만으로 모터의 운전속도를 계산하는 방법으로서 기존의 속도센서를 대체하기 위한 필수적 기술로 속도제어범위, 토크내량, 속도오차량, 속도제어기대대역포 등 4개의 항목의 의해 성능이 평가된다.  

   

(2) 전력변환 기술 

① 전력스위칭 소자 

전력스위칭 소자는 인버터 기술의 또 다른 중요한 핵심으로서 오늘날과 같은 인버터산업의 발전은 전력스위칭 소자의 발전에 힘입은 바가 매우 크다고 할 수 있다. 

현재 스위칭 소자는 IGBT가 일부 대용량을 제외하면 거의 대부분의 인버터에서 사용되고 있다. IGBT를 내장한 IPM은 기존의 Gate driver기능과 보호기능 외에 전류센서 등의 주변기능을 함께 포괄하는 형태로 발전해 나가고 있다.  

   

② 펄스폭변조(PWM) 변조기법 

마이크로 프로세서의 응용은 과거 아날로그 PWM방식에서 쓰이던 단순 비동기 sine-삼각파 PWM방식을 지양하고 매우 발전된 방식을 채용하고 있다. SPACE 벡터 변조의 경우 기존 방식보다 전압이용률이 높고 고조파 함유율이 작다는 이점을 가지며, 불연속 변조기법을 도입한 인버터도 늘어나고 있는 추세다. 

불연속 변조기법에서는 전류의 크기에 따라 스위칭 안하는 구간을 선택하는 방법에 의해 더욱 더 열손실을 줄일 수 있으며 이러한 변조기술 또한 인버터의 소형화를 위해 필수적이다. PWM변조기법 중 대용량 및 고속모터를 중심으로 한 3-레벨 인버터를 들 수 있다.  

   

(3) 전원회생 및 고조파/역률 관련 기술 

기존 인버터의 전원측은 대부분 다이오드 정류방식에 의한 것인데 고조파 왜곡이 많다는 문제점을 갖고 있다. 따라서 이러한 왜곡에 의한 국내외적인 규제 및 실제 현장에서의 트러블 발생에 따라 인버터의 노이즈 및 고조파 억제가 중요한 사안이 되고 있다. 

최근에는 이러한 고조파 억제를 위해 DC link Reactor를 장착하여 역률을 개선하는 인버터가 선보이고 있다. 이 제품은 입력 고조파 억제 이외에도 주정류 Capacitor의 리플 전류를 줄임으로서 인버터의 수명 향상에 기여하고 있다.  

   

(4) 인터페이스(Interface) 기술 

최근 산업전자제품의 네트워크화의 급속한 진전에 따라 인버터도 이에 대응하는 제품들이 꾸준히 출시되고 있다. 기존의 단자대, 입출력 모듈, 릴레이 접점 등이 모두 직렬(serial) 통신에 의해 대체되고 있는 추세에 부응하기 위한 것이라 할 수 있다. 

CPU의 성능향상으로 정보의 전송속도도 빨라지고 온라인으로 정보 교류가 가능해짐에 따라 인버터 내부의 상태 및 지령 전달 등을 상위제어기에서 시행함으로써 종합적인 운전이 가능토록 네트워크 카드 등이 장착된 인버터가 늘어나고 있다.  

   

3. 국내 인버터 산업 현황 

세계적으로 전기에너지에 대한 수요와 공급의 불균형으로 에너지 절약의 일환으로 인버터에 대한 수요가 급증하기 시작했다. 특히 1973년 제1차 에너지 파동과 1979년 석유파동(제 2차 에너지 파동)을 계기로 산업기계나 설비 구동원으로서 에너지 절약 효과를 높이기 위한 개발이 가속화됐다. 

즉, 인버터를 이용한 에너지 절감효과가 크다는 인식이 확산되어 정부 및 관련기관에서도 에너지 절약설비 중 가장 효과적인 것으로 인버터를 선정하며 인버터확산 사업을 추진했다. 

90년대 국내 인버터 시장은 국내 기술력이 세계수준에 미치지 못하는 상황에서 국내 업체 및 시장을 보호하고자 정부에서 수입선다변화제도를 시행하기에 이르렀다. 이 제도에 의해 인버터의 경우 해외업체에서 직접적인 판매를 할 수 없게 됐다. 결국 당시 국내 인버터 제조업체인 LG산전, 현대중공업, 삼성항공 등에서 외국회사와의 기술제휴를 통해 생산판매를 해야만 했던 시기다. 

그 후 2000년대 들어 외국업체들의 직접 판매가 가능하게 되면서 국내시장에 수입업체들의 진출이 활발하게 이뤄지고 있다. 

인버터는 기술적인 부분에 있어서도 과거 트랜지스터를 쓰던 것에서 IGBT라는 신소자로 대체되고 있으며, 제어자체도 고정밀 고기능으로 변화하여 단순히 모터를 구동하는 것이 아닌 기계 특성에 맞게 아주 세밀한 제어가 가능하게 됐다. 

한편, 인버터 업계관계자들에 따르면 2008년 국내 인버터 시장은 약 1300~1400억원으로 추정되고 있다. 이 가운데 고압 인버터 및 특수 인버터 시장을 제외한 일반 범용 인버터 시장의 경우 약 500억원 안팎으로 나타났다. 

국내 인버터 시장은 처음 도입된 80년대 이후 90년대 이르기까지는 매년 20~30%의 꾸준한 성장을 보여 왔으나, 최근 몇 년 동안은 성장세가 미미한 수준으로 주춤한 모습을 보이고 있다.  

현재 국내 인버터 시장은 30~40% 이상의 점유율을 보이며 가장 큰 시장을 차지하고 있는 LS산전을 비롯한 국내 제조업체들과 야스카와, 지멘스, 로크웰, ABB, 댄포스, 미쓰비시 등의 수입업체들이 경쟁하고 있는 추세로, 아직까지는 국내 업체들의 점유율이 다소 높은 것으로 추정되고 있으나 향후 그 격차는 더욱 줄어들 것으로 보이고 있다.  

   

4. 국내 인버터 산업의 당면과제 

인버터는 모터가 쓰이는 산업에 있어서는 거의 다 사용되고 있을 정도로 산업 전반에 큰 영향을 주어왔다. 과거 팬이나 펌프에 많이 사용되었으며, 자동화 산업 발전의 큰 혁신을 불러 온 계기를 가져옴에 따라 공장 자동화 기계도입으로 무인화되어 가면서 일 처리 능률 상승, 생산 속도 상승, 불량품 감소 등 업무효율이 개선됐다. 또한 에너지 절감에 큰 역할을 하여 에너지를 만들기 위한 공해를 줄이는 친환경산업으로써 도움을 주며 많이 보편화됐다. 

이처럼 산업과 밀접한 연관을 갖는 인버터 산업이 계속 활성화되기 위해서는 현재의 경기침체가 해소되어 생산을 위한 기계 설비투자가 이뤄져야 한다. 

그러나 현재 국내 인버터 산업은 국내 시장이 이미 포화상태가 되어 업체간의 경쟁이 심화된 가운데 세계적인 경기 불황으로 인해 기업의 설비 투자가 감소, 그로 인한 인버터 시장의 감소 및 정체로 인한 문제점을 보이고 있다. 

또한, 금액적인 증가를 보이지 않는 문제에 대해 가이오산업㈜의 김무환 부장은 업체들의 가격덤핑으로 인해 수량이 늘어도 금액적인 시장 증가가 이뤄지지 않는다는 의견을 보였다. 

그에 따르면 국내 인버터 시장은 특히 고효율 인버터에 대해 지나치게 저렴한 가격으로 판매하고 있어, 고효율 인버터의 수량이 매년 꾸준히 증가하고 있음에도 불구하고 현실적으로 금액적인 수치가 늘어나지 않는 상황인 것이다. 

한편, 국내 인버터의 기술적인 부분에서의 문제점을 살펴보면 국내 업체가 범용인버터에 있어서는 수입제품과 비교해 뒤처지지 않을 만큼의 경쟁력을 갖추고 있지만, 여전히 수입제품에 비해 어플리케이션의 제한이 크다는 것이다. 

현재 국내 인버터 시장에서의 점유를 살펴봐도 전체적인 시장 점유는 국내 업체가 절반 이상의 많은 부분을 차지하고 있지만, 특수 인버터 시장에 한해서는 대부분 수입업체가 차지하고 있다는 것에서 이러한 문제를 확인할 수 있다.  

   

5. 국내 인버터 산업의 육성방안 

위에서 언급했듯이 국내 인버터 산업 시장은 이미 포화상태로 인해 업체간의 경쟁이 치열해짐에 따라 과다경쟁으로 인한 가격덤핑과 더불어 세계적 경기 침체로 인한 산업 설비 투자 감소로 인한 어려움의 이중고를 겪고 있다. 

인버터 시장이 활성화 되기 위해서는 우선 전반적인 산업 활성화가 가장 우선되어야 하지만 이는 인버터 업체가 할 수 있는 사항은 아니라고 봤을 때 업체 스스로 어려움을 타개하기 위해서는 포화상태인 국내 내수시장에서 벗어나 새로운 시장 개척을 모색해야 한다고 본다. 

국내 시장은 포화된 상태에서 새로운 수요처 개발을 하지 못하는 상황에서 수요창출을 위해 세계시장으로의 진출에 보다 적극적으로 모색해야 할 것이다.  

세계시장 진출은 새로운 시장 개척 외에도 해외 업체들과의 경쟁을 통해 기술발전을 이룰 수 있는 계기도 마련 되어 질 것이기 때문이다. 

한편, 인버터 산업은 에너지 절감 부분에 있어 고효율 인버터 시장에 있어 정부의 정책 지원이 절대적이라 할 수 있다. 이처럼 정부의 지원책이 산업 활성화에 있어 큰 역할을 하는 만큼 기업의 투자 확대가 이루어질 수 있도록 정부의 지원이 지속적으로 필요한데 지난해에는 많은 부분에 있어 지원이 감소되는 모습을 보였다. 

특히 정부에서는 태양광 등 친환경 관련 에너지 절감에 대한 인버터 관련 투자를 많이 하고 있지만, 저압인버터에 한해서만 적용하고 있는데 실질적으로 고압인버터, 대형인버터에 대한 지원도 필요하다. 

인버터로 인한 에너지 절감은 어느 제품이나 당연하지만, 저압인버터로 인해 얻는 절감 효과는 같은 퍼센트의 효과라도 해도 고압인버터 및 대형인버터에 비해 미미한 것이 사실인 만큼 앞으로 고압인버터 및 대형인버터에 대한 정부의 지원이 절실히 요구되어진다.  

   

6. 국내 인버터 산업의 향후 전망 

인버터는 과거 팬이나 펌프 등에 많이 사용되며 에너지 절감에 따른 효율성 등으로 산업 전반에 많은 영향을 주었으나, 어플리케이션에 있어 상당히 제한적이어서 고 특성을 요하는 부분에 있어 커버가 되지 않는 경향이 있었다. 

그러나 최근에는 인버터가 커버 가능할 만큼 기술발전이 상당히 이뤄진 상태라고 할 수 있으며, 앞으로도 새로운 분야로의 발전 가능성 역시 높다고 할 수 있다. 국내 인버터 시장 규모는 앞에서도 언급했듯이 처음 국내에 도입된 80년대 초반부터 90년대 후반까지는 매년 꾸준히 20~30% 가까운 성장세를 보여왔으나, 최근 몇 년 동안은 전체 시장 규모가 1300~1500억원 수준에 머무르고 있는 상황이다. 

이와 같은 상황은 시장 규모의 포화상태로 인한 시장 정체 등 여러 가지 원인이 있겠지만, 세계적인 경기 불황으로 인한 산업 설비 투자의 감소가 하나의 원인으로 지목되는 것도 사실이다. 

이러한 상황을 봤을 때 올해는 지난해보다 더욱 경기가 좋지 않을 것이라는 각계 전문가들의 의견에 따라 다른 산업과 연계되어 발전되는 인버터 산업의 특성상 올해 국내 인버터 산업 역시 어려운 상황에 직면해 있다고 봐야 할 것이다. 인버터 업계관계자들에 따르면 올해 국내 인버터 시장은 지난해보다 20% 이상 감소되거나 비슷한 수준이 될 것으로 전망하고 있다.  

그러나 한편으로는 이처럼 어려운 상황 속에서도 지난해와 비슷한 수준을 전망하는 것은 에너지 절약 및 환경 문제 관련이 세계적인 이슈로 부각되면서 그에 따른 친환경 인버터가 지속적으로 성장할 것이라는 예상 때문이다. 

또한, 범용 인버터 시장과 전용 인버터 시장이 비슷한 시장 점유를 보이고 있는 가운데 고객의 특성에 맞춘 전용 인버터로의 발전이 더욱 두드러질 것으로 내다보기 때문이다. 

따라서 국내 인버터 제조업체들도 이와 같은 세계적 추세에 맞춰 제품과 조직의 전문화를 구성해 보다 안정적으로 고객의 특성과 니즈에 맞춘 적합한 제품을 생산?공급해 국가적 경쟁력을 갖출 수 있도록 노력해야 할 것이다.

 

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  • 인버터용량이 모타용량에비해 모자라는데(인버터15kw모타16kw)
    이러한경우 발생할수있는문제점을 알려주시면 감사하겠습니다
    그리고 제동저항용량에관해서도알고싶습니다
    sviv110인버터 메뉴얼에는 제동저항을 2400w를 장착하게되어는데
    1000w 만 장착되면 발생할수있는 문제점도 알려주시면 감사하겠습니다
  • 안녕하세요?
    인버터용량이 모터용량보다 작으면 모터 정격에서조차 트립이 발생할 수 있습니다.
    모터에 걸리는 부하가 인버터 정격전류보다 레벨이 낮다면 별 문제없이 사용할 수 있습니다만
    권하지는 않습니다.

    제동저항에 있어서 와트수는 정격이상을 사용하셔야 합니다.
    그렇지 않을 경우 제동효과가 없습니다.

    감사합니다.
  • 안녕하세요?
    LG산전입니다.
    인버터 용량이 모터 용량보다 작을경우 문제는 인버터가 모터를 구동시킬 수 없다는 점입니다.
    그러나 이러한 문제는 철저하게 부하에 달려 있읍니다.
    즉 부하가 적을 경우에는 충분히 구동시킬 수도 있으나 ..부하가 크면 여러가지 Trip이 발생해서 결국은 모터를 구동시킬 수가 없는 것이지요..
    제동저항에 관해서...
    1000W 만 장착하면 제동저항이 소손될 우려가 다분하므로 절대 권장해 드리고 싶지 않네요...
    감사합니다.

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IGBT

동력과 에너지2016.10.24 13:48

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

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INVERTER / 주워온 글 ..

1. 인버터란 무엇입니까 ?

3상교류의 전압과 주파수를 가변하여 3상 유도 전동기의 속도를 제어하는장치를 말합니다.

   

2. 센서리스 벡터 인버터란 무엇입니까?

모터에서 회전력 (토오크)를 발휘하는데는 자속과 전류가 직각으로 쇄교하여 힘이 발생 합니다만, 유도전동기의 경우 그 유도현상을 일으키는 구조상 자속과 전류가 직각으로 쇄교하게 기계적으로 구성할수가 없습니다. 이에 전기적으로 자속을 일으키는 전류와 토오크를 일으키는 전류가 직각이 되게 인버터에서 공급하는 전류를 위상제어합니다.

간단히 말해 이 위상을 별도의 센서없이 자속과 토오크 성분을 제어 하는 방식이 센서리스 벡터제어 방식 입니다.

장점으로는 토오크/전류비가 크게 됩니다. 낮은 전류로도 V/F 제어 방식에 비해 큰 토오크를 발휘합니다.

   

3. 벡터 인버터란 무엇입니까?

모터를 구동시 자속 성분과 토오크 성분을 속도센서를 사용해 제어하는 방식의 인버터를 말합니다. 벡터 인버터는 고응답, 고정도, 고신뢰성을 요구하는 servo system 에 적용하게 되며, 벡터 제어 전용모터를 사용하게 됩니다.

벡터 제어 전용모터는 온도 변화에 따른 motor 특성 보상 및 feed back loop control 55Hz의 속도 응답을 갖추고 있습니다.

   

4. V.V.V.F와 인버터는 다릅니까?

V.V.V.F Variable Voltage Variable Frequency의 약칭이며, 주파수를 변환하는 동시에 전압도 비례해서 변화시키는 가변 주파수 인버터 방식을 말하며 일반적으로 인버터와 같은 뜻으로 사용됩니다.

   

5. 인버터는 여러가지 기종이 있는데 각각 어떻게 구분하고, 어떻게 다릅니까?

크게 세종류로 나눌수 있는데 범용 인버터,센서리스 벡터 인버터,벡터 인버터입니다.

범용 인버터는 3가지 기종이 있는데 기능상 약간의 차이가 있지만 주로 용량별로

구분할 수 있습니다.

   

6. 인버터의 내부구조는 어떻게 되어있습니까?

PWM방식의 전압형 인버터인데 크게 콘버터부, 평활회로부, 인버터부, 제어

회로부로 나누어집니다. 콘버터부는 3상의 상용 교류전압을 직류전압을로 정류를 하는

곳이고 평활회로부는 이 직류전압을 안정되게 평활하고 인버터부는 이 직류전압을 고속스위칭해 펄스형태의 교류전압으로 만드는 곳입니다. 제어회로부는 이 모든 POWER부를

제어하는 PCB를 말합니다.

콘버터부에는 다이오드가 평활회로부에는 콘덴서가 인버터부에는 iGBT가 사용됩니다.

   

동작원리 및 특성

1. PWM PAM제어의 차이는 무엇입니까?

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.

PAM 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 무엇입니까?

전압형 인버터는 상용전원을 콘버터로 직류로 변환한 후 콘덴서에서 평활된 전압을

인버터부에서 소정의 주파수의 교류출력으로 변환합니다. , 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. , 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/F)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. 전압과 주파수를 비례적으로 변환하는 경우 모터의 토오크는 어떻게 됩니까?

주파수를 내릴 때 완전히 비례로 전압을 내리면 직류 저항분은 작아져도 직류 저항분은

변화하지 않으므로 저속에서는 토크가 작아지는 경향이 있습니다. 그래서 낮은 주파수

에서는 출력전압을 약간 높게 V/F를 설정해서 기동토크가 높아지도록 하고 있습니다.

이 방법을 토크 부스트 기능이라고 합니다.

   

7. 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.

   

설치 및 배선

1. 인버터에 삼상전원이 아닌 단상전원을 입력해서 사용할 수 있습니까?

인버터에 단상전원을 인가해서 사용하게 되면 POWER CONDENSER에 리플이 증가해

콘덴서가 소손되고 토오크 특성이 떨어질수 있습니다. 어쩔수 없이 단상전원을

인가할 수 밖에 없는 상황일 경우 모터용량보다 약2() 높은

인버터를 사용하시기 바랍니다.

   

2. 인버터와 모터사이의 배선거리와 전선굵기는 어떻게 선정하면 됩니까?

인버터와 모터사이의 배선거리가 긴경우, 특히 저수파수 출력시는 전선의 전압강하에

의해 모터의 토오크가 저하합니다. 전선은 전압강하가 2%이내로 되도록 두꺼운 전선을

사용해 주십시오. 거리가 먼 경우에는 배선의 부유용량에 의해 충전전류의 영향을 받아서

과전류 트립이 오동작할 수 있으므로 배선길이는 300M (최대500M)이내로 해주십시오.

   

3. 인버터 2차측 출력선에 모터보호형 써멀 릴레이를 설치해야만 합니까?

모터를 과열에서 보호하기 위해 인버터에는 전자써멀 보호기능이 내장되어 있으므로 따로

외부에 써멀 릴레이를 설치할 필요가 없습니다. 그러나 인버터 한대로 여러대의 모터를

운전하는 경우나 다극모터를 운전하는 경우는 인버터와 모터사이에 열동형

써멀릴레이OCR)을 설치해 주십시오.

이 경우에는 전자써멀 기능을 사용하지마시고 열동형 써멀릴레이 값은 모터정격전류의

1.1배에 선간누설전류를 더한 값으로 해주십시오.

   

4. 가감속시간은 어떻게 설정하면 좋습니까?

모터의 가감속시간은 모터의 발생 토오크와 부하토오크, 그리고 부하의 관성모멘트

( )에따라 결정됩니다. 가감속중에 전류제한 기능이나 스톨방지

기능이 동작하는 경우에는 시간이 증가할 수 있으므로 가감속시간을 길게 설정해

주십시오. 가감속시간을 짧게 하고 싶을 때는 외부에 정격의 제동저항(DB저항)

달거나 토오크 부스트값을 크게 설정하든지(너무 크게하면 시동시에 과여자전류로

인해 과전류 트립이 발생할수 있음) 인버터의 용량을 크게 선정하면 가능합니다.

   

5. 인버터 1차측에 역률개선용 리액터를 설치하는 것은 역률개선외에 또 다른

이유가 있습니까?

역률개선용 리액터는 역률개선이외에도 대용량의 전원트랜스(1000kVA) 가까이

(10M이내)에 인버터를 접속한 경우나 입력전압 변동률이 3%이상이 되면 설치해야

합니다. 대용량의 전원트랜스(1000kVA) 가까이(10M이내)에 인버터를 접속한 경우

에는 인버터 전원입력 회로에 과대한 피크전류가 흘러 인버터가 소손될수 있고,

입력측 전압변동률이 크게 되어도 콘버터부의 다이오드 모듈이 소손될수 있습니다.

   

INV. 관련용어

1. AUTO TUNING 이란 무엇입니까?

한마디로 유도전동기 내부의 전기적 특성값을 인버터 자체에서 읽어, 모터를

구동시에 필요한 파라메터를 인버터 스스로 설정하는 것입니다. 이렇게 되면

센서리스 벡터 제어를 올바르게 수행 할수 있습니다

   

2. 인버터에서 말하는 오픈 루프와 클로즈드 루프란 말은 무엇입니까?

사용하는 모터에 속도 검출기(엔코더 등)를 붙이고 실회전 속도를 제어하는 장치로

피드백하면서 제어하는 것을 클로즈드 루프라고 하며 속도 검출기없이 운전하는

것을 오픈 루프라고 합니다. 범용 인버터는 오픈 루프방식이 많지만 벡터 인버터는

클로즈드 루프를 기본사용합니다.

   

3. 주파수 분해능이란 무엇이며, 어떤 의미가 있습니까?

인버터에서는 주파수 지령이 아날로그 신호일지라도 출력 주파수는 단계적으로

설정됩니다. 이 스텝의 최소값을 주파수 분해능이라 하며 보통 0.01Hz

값을 가집니다. 분해능이 작다는 것은 설정 주파수를 정밀하게 조정할수 있고

모터의 회전수도 4극모터에서 1분해능에 대해 1RPM이하로 제어 할수 있습니다.

   

4. 제동저항은 무엇이며, DB저항이라고 불리웁니까?

인버터로 모터를 감속할 때는 모터는 유도발전기 역할을 해서 인버터측으로

회생전압을 보내는데 이 회생된 전압을 인버터 차체에서 소비시켜 모터를 정지

시킵니다. 인버터는 자체 제동토오크는 약20%인데 외부에 제동저항을 달아

회생전압을 외부에서 소비시키면 100%이상의 제동토오크를 발휘할 수 있습니다.

그리고, DB는 바로 Dynamic Brake의 약자입니다.

   

5. 토오크란 무엇입니까?

모터가 발생한 힘 즉, 회전력을 토오크라고 합니다. 일반적으로 힘으로 불리우는

직선운동에서는 kgf또는 N으로 표현되는데 모터의 경우는 축이 회전하는데서

힘을 발생하므로 회전운동에서는 토오크 (kgfm), (Nm)으로 표현됩니다.

   

  

  

  

2

   

   

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6. GD 이란 무엇입니까?

GD 이란 물체의 관성을 수직화한 것으로 무게와 지름의 2승에 비례합니다.

무겁고 지름이 큰 물체는 관성이 크고 가벼운 물체는 관성이 작게 됩니다.

이 큰 부하는 가속, 감속에 시간이 걸리므로, 단시간에 가속, 감속하기

위해서는 큰 모터 토오트가 필요하게 됩니다.

   

7. 여자전류란 무엇입니까?

회전력을 출력하기 위해 필요한 기본이 되는 전류로서 극수와 출력에 따라 다르게

됩니다. 기저 주파수와 토오크 부스트를 잘못 설정하여 (V/F)비가 너무 커지면

과여자전류가 흘러 과전류 (OC)트립이 발생할수 있습니다.

   

8. 시동주파수, 기저주파수, 최대주파수는 각각 어떻게 다릅니까?

시동주파수란 운전지령시 주파수가 상승할때 실제로 전압이 출력되는 지점을

말합니다. 0.2 ~ 5Hz사이에서 설정할 수 있는데 기동시 토오크를 높이기

위해서는 시동주파수를 약간 높게 설정하고 기동시 부드러운 스타트를 하고자

할때는 시동주파수를 낮추시면 됩니다.

기저주파수란 200또는 400V 등 정격의 최대전압을 출력하는 지점을 말합니다. 기저주파수란 통상 모터의 정격 주파수로 설정하시면 됩니다.

최대주파수란 모터를 운전할 수 있는 최대 지점을 이야기합니다. 최대 400Hz까지 설정할 수 있지만 기저 주파수 이상에서는 모터 토오크는 2승에 비례해 감소하고 이상 진동이나 소음, 발열이 날수 있으므로 주의해야 합니다.

   

9. 반한시 특성이란 무엇입니까?

구동 전기량이 커짐에 따라 보호기기 또는 보호회의 동작시간이 짧아지는 특성을

말합니다. 인버터는 전자써멀 기능에 반한시 특성을 사용하는 데 설정한 값의

전류가 1분간 흐르게 되면 보호기능(ETH)이 동작하고 설정 전류레벨이상 흐르게

되면 1분 이내에 보호동작이 동작하고 설정레벨 이하라도 저속에서 오랜시간

흐르게 되면 보호동작이 동작하게 됩니다.

   

10. 스톨은 무엇이며 스톨방지기능은 무엇입니까?

스톨이란 순간적인 과부하에 의해 슬립이 발생해 인버터의 지령치와 모터의 속도가

벌어지는 것을 말합니다. 스톨방지기능은 바로 갑작스런 과부하에 의한 모터의

스톨현상을 방지하기 위한 것으로 스톨방지기능 시작전류레벨은 사용자가 설정할

수 있습니다.

   

11. iGBT란 무엇입니까?

Insulated Gate Bipolar Transistor의 약자로서 고속스위칭 소자입니다. 턴오프

시간이 1㎲로 초당15000번 이상 스위칭이 가능합니다. 최대정격은 1.2kV, 400A

입니다. 평활된 DC전압을 펄스로 스위칭해서 AC전압으로 만드는 인버터부에 사용

되며 구기종에서는 Power Transistor를 사용했습니다. Power Transistor는 초당 1000 ~ 3000

번으로 고속 스위칭이 불가능했지만 iGBT를 사용하면은 전압파형이 안정되어

전류특성이 좋아지고 모터의 소음을 없앨수 있습니다.

   

12. %ED란 무엇입니까?

%ED란 제동허용률(Enable Duty)로서 총운전 사이클중 감속이 가능한 양을

나타냅니다. , (제동시간의 총합) (운전 및 정지시간의 총합 + 제동시간의

총합)을 백분율로 표시한 것입니다. 이것은 인버터의 제동능력을 표시하는 것으로

제동저항의 값과 허용제동시간에 따라 약간의 차이가 있습니다.

   

13. SLIP이란 무엇입까?

모터의 회전속도는 부하가 걸리면 동기속도(인버터 지령치)에 비해 낮은 속도로

미끄러집니다. 이같이 동기속도에 비해 벗어난 정도를 나타낸것을 슬립이라고

합니다. 정격 토오크에서 운전하는 경우, 슬립은 3~5%정도가 일반적입니다.

부하 토오크가 크게 되면 (과부하)슬립도 크게 되어 모터에 전류도 높게 흐르게

됩니다.

   

설치 및 배선

1. 모터와 인버터 사이의 최대 배선거리는 얼마나 됩니까?

200V 계열은 약 300M이내로 해도 되지만, 400V계열은 MICRO SUGE전압에 의해 모터

절연이 파괴될 수 있으므로 MICRO SUGE전압을 고려해 20 ~ 200M이내로 설치해야 합니다.

   

2. 상용전원이 50Hz인 곳에서 인버터를 사용할수 있는지? 그리고 60Hz의 출력이나옵니까?

LG인버터 전기종은 입력정격이 50/60Hz 둘다 사용할 수 있습니다. 그리고, 상용전원이

50Hz인 곳에서도 인버터 출력은 60Hz 상용전원을 사용했을 때와 동일합니다.(0 ~ 400 Hz)

   

3. 인버터와 모터사이의 출력배선과 인버터의 제어배선은 각각 어느 정도까지 멀리

설치 가능합니까?

일반적으로 출력배선은 500M 이내로 하십시오. 그러나, 저주파시와 전선굵기에 의한

전압강하를 고려하여 300M이내로 하여 주십시오. 제어배선은 쉴드선을 사용하여

가능한 30M이내로 하여주십시오. 주파수 설정단자와 출력단자를 원거리에서 제어할

경우에는 중간에 신호 변환기를 설치하여 DC4 ~ 20mA전류신호로 변환하여 사용하시기

바랍니다.

   

4. 인버터 지령 입력단자의 배선을 원거리에서 제어하고 싶은데 어떻게 하면 됩니까?

제어단자는 일반적으로 30M이내로 배선하셔야 합니다. 그러나 원거리에서 제어하고자

하신다면 쉴드선을 사용해서 인버터 가까운곳에 중간 릴레이를 사용하십시오. 주파수

설정제어단자는 DC0 ~ 10V로 제어되는 단자를 사용하지 마시고 DC4 ~ 20mA 전류신호를

사용하는 단자를 사용하시기 바랍니다.

   

5. 기존에 설치되어 있는 모터는 Y-Δ기동방식이었는데 이 모터에 인버터를 설치하려고

합니다. 결선을 어떻게 하면 됩니까?

Y-Δ기동방식은 모터의 시동전류(정격의 약6)를 억제하기 위한 방법인데 인버터를

사용하면 시동전류는 약 1.5배 정도로 낮아지므로 Y-Δ기동방식을 사용할 필요가

없습니다. 만약 인버터를 Y-Δ기동방식으로 사용하면 과전류(OC)트립이 발생할 수

있으므로 결선은 Δ로 하시면 됩니다.

   

저속 및 고속운전

1. 인버터를 60Hz 이상 운전하고 싶은데 어떻게 하면 됩니까 ?

인버터는 초기 공장 출하시 최대주파수가 60Hz로 설정되어 있습니다. 이 최대 주파수를

운전을 원하는 주파수 (최대 400Hz)까지 변경합니다

   

2. 60Hz정격 표준모터를 60Hz정격 이상으로 운전하면 어떤 문제가 있습니까?

표준모터는 120Hz이상 고속으로 운전할 수 없습니다. , 60Hz이상으로 운전하는 경우에도

소음, 진동, 베어링 수명, 모터 및 기계강도 상의 문제가 있을 수 있습니다.

60Hz이상에서는 속도가 증가함에 따라 토오크가 2승적으로 감소하므로 특히, 2극모터나

출력용량이 큰 모터를 사용할 때는 주의해야 합니다.

   

3. 인버터는 왜 낮은 주파수대에서 연속운전할 수 없습니까?

표준모터는 모터축에 부착된 냉각팬에 의해 냉각되므로 모터속도가 낮아지면 냉각효과가

저하하고 고속시와 동등한 발열에 견딜 수 없기 때문입니다.

   

4. 인버터는 낮은 주파수에서는 토오크가 떨어진다고 하는데 최하 몇Hz이상에서

운전해야 합니까?

인버터로 모터를 구동할 때 저주파수대에서는 모터의 1차측 권선저항성분에 의해 전압

강하가 발생해 토오크가 떨어집니다. 인버터는 저속에서도 순간 기동 토오크가

150%이상이 되고, 연속운전시는 100%이상의 토오크가 발생됩니다. 연속운전시에는

3Hz이상에서 운전하시고 토오크 부족시는 "토오크 부스트" 기능을 사용하거나

6Hz이상에서 사용하십시오.

   

5. 콘베이어를 저속에서 연속운전하는데 모터를 30rpm으로 돌리고 싶습니다. 가능합니까?

4극 모터를 30rpm으로 돌리려면 인버터는 1Hz로 연속운전해야 하는데 이럴경우, 토오크

부족 현상이 발생할 수 있고 콘베이어를 돌린다해도 저속에서 연속운전하게 되면 모터축에

달려있는 냉각팬도 저속으로 회전하게 되어 모터발열이 제대로 되지않아 모터가 소손될수

있습니다. 이런 경우에는 모터축에 감속기를 달아 인버터를 높은 주파수로 사용하시면

됩니다. 예를 들어 20:1의 감속기를 사용하면 모터는 600rpm으로 돌리면 되므로 인버터

출력주파수는 20Hz가 됩니다.

   

주변기기

1. 인버터 입력측에 AC 리액터를 달아야 합니까?

전원측 용량이 인버터 용량보다 10배이상 이거나 입력역률 개선, 전원전압이 3%이상

불평형, 그리고 고조파를 저감시키기 위해서는 인버터 입력측에 AC 리액터를 달아야

합니다.

   

2. 인버터 외부에 제동저항을 꼭 달아야 합니까?

제동저항은 반드시 달아야만 하는것은 아니지만 관성이 큰 부하를 짧은 시간내에

세우게 되면 모터는 유도발전기 역할을 해 인버터쪽으로 회생전압을 보내 인버터는

과전압(OV)트립이 발생 합니다. 인버터는 제동저항을 달지 않으면 자체적으로 20%

제동토크를 갖지만 제동저항을 달게 되면 100% 이상의 제동토크를 갖게 됩니다.

그러므로 관성이 큰 부하를 고빈도 가감속 운전하실 경우에는 제동저항을 달아주십시오.

3. 인버터 2차측에 M/C를 설치해야 합니까?

상용운전으로 모터를 직입시동할 경우에는 M/C를 사용하지만 인버터를 사용해

모터를 구동할 경우 출력측에 M/C를 설치할 필요가 없습니다. 잘못하여 시동중

이나 운전중 M/C동작하게 되면 과전류 (OC)트립이 발생할 수 있습니다.

   

운전시 특성

1. 인버터 운전의 경우 모터의 기동 전류, 기동 토크는 어떻게 됩니까?

인버터 운전에서는 모터의 가속에 맞추어 주파수와 전압을 올리므로 기동전류는 150%

(최고 200%)이하로 제한됩니다. 상용전원에서의 직입기동으로 모터정격전류의 6~7배의

기동전류가 흐르는 것에 비해 인버터 구동으로 원활한 기동이 가능하게 됩니다.

기동토크는 150% 이상으로 전부하 그대로도 기동 가능합니다.

   

2. 인버터 설정속도와 모터 실제 회전속도는 같습니까?

일반적으로 인버터는 설정 주파수를 출력해도 모터의 정격 슬립 범위(1~5%)내에서

부하변동에 따른 속도변동이 있게 됩니다. 부하변동에 대해서도 설정속도에 가깝게

운전을 하고 싶으면 제품별 기능을 참조하여 기능을 선택하면 됩니다.

   

3. 인버터를 써서 모터를 세울때의 전기적 제동의 원리에 대해서 알고 싶습니다.

회전중인 모터를 주파수를 낮춰서 정지시키면 모터는 유도 발전기로 변화하고 인버터

쪽으로 전원이 회생되어 돌아옵니다. 모터에서 회생된 에너지는 인버터의 평활 콘덴서에

축적되므로 콘덴서의 용량이나 내압의 관계에서 인버터 회생 제동 능력은 약20% 정도

입니다. 그러나, DB (DYNAMIC BRAKE) 타입의 인버터를 사용해 외부에 제동저항을 달게

되면 100% 이상의 제동토크를 발휘할 수 있습니다.

   

4. 4상한 운전이란 무엇이며, 인버터에서도 4상한 운전이 가능합니까?

4상한 운전이란 정전, 역전을 할 수 있고 기동, 제동의 두방향 토크로 운전하는

것을 말한다. 예로서, 정전하고 있을때는 1상한 운전, 정전하고 있는 것을 급히

정지할 때는 2상한 운전, 역전하고 있을 때는 3상한 운전, 역전하고 있는 것을

급히 정지 할 때를 4상한 운전이라 할 수 있습니다. 인버터에서는 외부제동저항을

달면 제동토크를 낼수 있으므로 4상한 운전이 가능하지만, 엘리베이터나 리프트

같은 운전에서는 제어상, 응답속도상 복잡한 사양이 있는 경우에는 응답성과 제어성이

뛰어난 벡터 인버터을 사용하시는 것이 좋습니다.

   

기 타

1. 스톨방지 기능이란 무엇입니까?

필요이상으로 짧은 가속시간을 설정하면 인버터는 과전류가 흘러 트립되고 정지합니다.

이것을 스톨(실속)이라고 하는데 이 스톨을 방지하고 연속운전시키기 위해 전류의

크기를 검출하면서 주파수를 제어합니다. 감속시와 정속운전시도 마찬가지인데 이것을

스톨방지 기능이라고 합니다.

   

2. 주파수 점프 기능이란 무엇입니까?

모터로 구동되는 기계에는 고유의 공진 주파수가 있고 인버터로 회전속도를 변화시키면

이 공진 주파수와 합치한 점에서 기계가 큰 진동이나 소음을 일으키며 때에 따라서는

기계가 파손되기도 합니다. 공진을 피할 수 없는 운전의 경우에 공진 주파수에서 상당

하는 인버터 출력 주파수를 위, 아래로 점프시켜 모터의 공진을 피하는 기능입니다.

   

3. 순시정전 재시동 기능은 무엇입니까?

전원이 15mSec이상 동안 정전 또는 강압한 경우 인버터는 오동작을 막기 위해 트립이

발생되어 모터가 정지합니다. 그러나, 부하에 따라 복전시 자동으로 재시동해야 하는

상황에서는 순시정전 재시동 기능을 사용하면 가능합니다. 모터가 완전히 정지한

후에 재기동하는 방법과 회전중에 모터 속도를 검출해서 재기동하는 방법이 있습니다.

   

4. 기존 설치된 콘베이어를 80Hz로 스피드를 높이고 싶은데 인버터 용량은 어떻게

선정하면 됩니까?

기준속도를 60Hz로 하면 인버터는 60Hz이상은 정출력 특성이 되므로 콘베이어와 같은

정토오크 부하에서는 80/60 = 1.3배 높은 용량이 필요하게 됩니다. 이것은 인버터와

마찬가지로 모터도 용량상승이 필요합니다.

   

5. 2.2kW 4극의 모터 2대를 M/C를 사용해서 차례로 기동시키고 싶은데 1대의 인버터로

구동 시킨다면 용량은 어떻게 선정합니까?

200V 2.2kW 모터 2대를 동시에 기동, 정지할 경우 모터의 정격전류가 10A라 하면

정격전류의 2배인 20A에서 5.5kW 인버터(정격전류 24A)로 운전이 가능하지만, 순차

기동의 경우 2번째 모터 기동에 필요한 전류는 정격의 6배의 전류(직입기동시와 동일)

가 흐르므로 10A + 610A가 되므로 총70A의 용량이 필요해서 15kW 이상의 인버터가

필요하다. 따라서 1대의 인버터로 순차기동을 행하는 것은 경제적으로 손실이므로

2대의 인버터를 개별로 설치하는 것이 좋다.

   

TROUBLE

1. 모터회전중에 클러치로 부하를 연결하면 인버터의 보호기능이 동작하는데 이유가

무엇입니까?

클러치로 부하를 연결하면 순간적으로 모터는 무부하상태에서 슬립이 큰 영역으로 급변

하고 큰 기동전류가 흘러 과전류(OC) 트립이 발생합니다. 그래서, 클러치를 사용해서

부하를 기동하지 마십시오.

   

2. 역률개선용 콘덴서부 모터를 인버터로 구동하려고 했지만 동작하지않고 트립이

발생했습니다. 이유가 무엇이고 그 대책은 무엇입니까?

인버터의 전류가 역률개선용 콘덴서에 유입되고 그 충전 전류에 의해 인버터 과전류(OC)

트립이 발생합니다. 대책으로는 콘덴서를 제거하고 운전하시면 됩니다. 역률개선은 인버터

1차측에 AC 리액터를 삽입하면 됩니다.

   

3. 인버터 출력중 M/C ON - OFF할 경우 OC TRIP이 발생합니다. 그 대책은?

고응답 전류제어기를 사용하면 M/C 개폐시 SURGE전류에 의한오동작을 방지할 수

있습니다.

   

4. 인버터에 전원을 넣었을때 외부이상신호(Etr, Ext) 트립이 발생하고 reset을 눌러도

해제가 되지 않습니다.

이것은 인버터 입력단자 P단자 중 어느 한단자가 외부이상신호 (EXT_TRIP)기능으로

설정되어 있기 때문입니다. 일단 파라메터 중 입출력 그룹에서 외부이상신호로 설정된

단자를 확인하고 조치하면 됩니다.

   

5. 인버터를 시동하자마자 바로 과전류(OC)트립이 발생합니다. 어떻게 해야 합니까?

인버터를 시동하자마자 바로 트립이 발생한다는 것은 부하측에 문제이기보다는 외부

결선의 문제일 확률이 높습니다. 크게 두가지로 나눌수 있는데 인버터 2차측 출력단자에

M/C를 설치해서 인버터 시동과 동시에 M/C ON하면 접점 노이즈나, 시동전류로 인해

트립이 발생하게 됩니다. 이러한 경우에는 M/C를 떼어내시거나 인버터 가속, 정속,

감속중에는 먼저, 언제나M/C가 붙어 있도록 시퀀스를 꾸미시기 바랍니다.

, 다른 경우는 모터에 브레이크가 설치되어 있는 경우인데, 인버터 시동중 순간적

이라도 모터에 브레이크가 걸려 있는 상태라면 과부하로 인한 과전류(OC)트립이 발생

하게 됩니다. 그러므로, 인버터 시동전 약100mS이전에 브레이크가 풀리도록 시퀀스를

꾸미십시오. 특히, 브레이크 내장형 모터인 경우는 브레이크 동작전원을 인버터 2차측

에서 따오지 마시고 반드시, 별도의 상용전원을 사용하시기 바랍니다. , 모터에 역률개선용 콘덴서를 달아 놓은 경우데도 순간적인 충전전류에 의해 과전류트립이 발생할수

있으므로 역률개선용 콘덴서는 제거하시기 바랍니다.

   

6. 인버터가 가속이나 정속운전 중에 과전류(OC)트립이 발생합니다. 어떻게 해야 합니까?

인버터가 운전중에 과전류 트립이 발생한다는 것은 대부분 부하에 의한 토오크 부족으로

생각할 수 있습니다.

1) 부하 에 비해 가감속 시간이 지나치게 빠르거나, 2) 인버터의 부하가 정격

보다 크거나, 3) 인버터와 모터 용량 설정이 잘못되었거나 4) V/F 패턴 설정이 잘못된

경우 등이 있습니다. 일단 부하가 과부하상태가 아니인지 운전중 급격한 부하변동은

없는지 확인하시고, 가감속 시간을 여유있게 재설정하거나 V/F패턴을 확인하시고 저속

에서는 토오크 부스트를 조금씩 올려 조정하거나 시작 주파수를 올려 설정하십시오.

   

7. 인버터가 감속때 과전압(OV)트립이 발생합니다. 어떻게 해야 합니까?

모터는 감속시 회전관성에 의해 유도 발전기 역할을 하여 인버터로 회생전압을 줍니다.

그래서, 모터를 세울때 관성이 큰 부하를 짧은 시간내에 감속하면 과전압 트립이 발생

합니다. 대책으로는 감속시간을 늘리고, 인버터 정격에 맞는 제동저항(DB저항)을 외부에

설치하셔야 합니다.

   

8. 인버터가 감속이 아닌 정지나 운전중에 감속때 과전압(OV)트립이 발생합니다.

어떤 원인으로 그렇습니까?

정지시 과전압 트립이 발생하는 경우는 인버터 1차측에 정격이상의 전압이 인가된 경우

입니다. 200V계열은 약250V, 400V계열은 약 500V이상 인가되게 되면 트립이 발생합니다.

운전중에 과전압 트립이 발생하는 경우는 부하측의 회전관성이 커서 인버터 지령 주파수

보다 더 빠른 속도로 회전하게 되는 경우에 이런 현상이 발생합니다.

   

9. 인버터 정지나, 운전중에 저전압(LV)트립이 발생하는데 어떤 이유때문입니까?

인버터 정지나, 운전중에 저전압(LV)트립이 발생하는 이유는 여러가지가 있는데 인버터

입력측 전압이 낮아(200V계열은 150V, 400V계열은 300V이하) 내부 DC전압이 낮아지면

트립이 발생합니다. , 전원용량보다 큰 부하가 접속되어 있거나 순시정전에 의해서도

발생할 수 있습니다. 그리고, 입력전원이 정상인 경우에도 트립이 발생하면 내부

콘덴서 열화로 인해 발생할 수 있습니다. 전해 콘덴서의 수명은 40에서 약 5년이지만

그 수명은 주위온도에 따라 급격하게 감소 합니다. 예를 들어 주위 온도가 10 올라

가면 콘덴서 수명은 반으로 줄어들게 됩니다.

   

10. 인버터가 감속때 과전류(OC) 트립이 발생합니다. 어떻게 해야 합니까?

인버터가 감속때 과전류 트립이 발생하는 이유는 크게 두가지로 나눌수 있는데 우선,

정지지령이 들어가 인버터가 감속중에 외부브레이크가 동작하는 경우와 2차측 출력

M/C가 떨어지는 경우 입니다. 인버터가 감속하면 인버터는 바로 정지하는 것이 아니고

감속시간에 따라 감속하는 데 그 사이에 모터측에 브레이크가 동작하거나 출력측

M/C가 떨어지면 과전류트립이 발생합니다.

일단, 출력측 M/C는 모터가 완전히 정지한 후에 떨어지도록 시퀀스를 꾸미시고 모터가

감속중에 브레이크가 동작되는 경우는 브레이크가 동작하기 약100mS전에 출력이 제어

되도록 설정해 주면 됩니다.

11. 인버터 사용중 과열(Over Heat)트립이 발생합니다. 원인은 무엇입니까?

인버터는 고속스위칭과 제동저항의 발열로 인해 히트싱크를 설치하고 냉각팬을 돌려

냉각을 하고 있습니다. 그런데 냉각팬이 고장이나 동작하지 않거나, 판넬내부의

통풍이 제대로 되지않아 주위온도가 올라가게 되면 인버터는 과열되어서 과열트립이

발생합니다. 일단, 냉각팬이 제대로 동작하는지 확인하시고 인버터 주위온도를 40

이하로 유지해 주십시오. 그런데, 인버터 자체가 과열되지 않은 상태에서 자주 과열

트립이 발생하면 히트싱크에 있는 온도 센서가 불량이므로 A/S를 받으시기 바랍니다.

온도센서 정격온도는 85입니다.

   

12. 인버터 운전중 가끔 Err 트립이 발생하는데, 운전은 계속되는데 reset을 해도해제가

되지 않습니다. 어떻게 해야 됩니까?

Err 트립은 본체 PCB와 로더간의 통신이 불량일 경우 발생합니다. 외부 노이즈나

인버터 본체와 로더 접속불량, PCB나 로더 불량등일때 발생합니다. 로더를 떼어서

콘넥터에 이물질이 없는지 확인하고 다시금 꽉 끼워 넣으시고, 계속적인 통신에러가

발생할 경우에는 PCB와 로더를 새로 교체하시기 바랍니다.

   

13. 인버터 운전중 GF 트립이 발생하는데 원인이 무었입니까?

GF트립은 인버터와 모터사이의 출력에 지락(Groud Fault)이 발생할 때 나타납니다.

인버터 정격전류의 약 50%의 전류가 지락되면 트립이 되는데 출력선이 마모

되었는지, 모터 절연이 약화되었는지 확인하시기 바랍니다.

   

14. 각종 보호기능(TRIP) 동작원리와 대책으로 무엇이 있습니까?

   

보호기능

이상원인

대책

과전류보호

1) 부하 에 비해 가감속 시간이

지나치게 빠르다.

2) 인버터의 부하가 정격보다 크다.

3) 모타 Free run 중에 인버터

출력이 인가되었다.

1) 가감속 시간을 늘린다.

2) 인버터 용량을 키운다.

3) 전동기가 정지된 후에 운전한다.

지락전류보호

1) 인버터의 출력선이 지락되었다.

2) 모타의 절연열화.

3) 인버터 출력에 마그네틱 콘택터

사용시 On-Off 접점 노이즈

1) 인버터의 출력의 지락을 확인한다.

2) 모타 교체.

3) 출력에 부착된 마그네틱콘택터에

노이즈 제거용 스너버 부착.

과전압보호

1) 부하 에 비해 감속시간이

너무 짧다.

2) 회생부하가 인버터 출력측에있다.

3) 전원 전압이 높다.

보호 1) 감속 시간을 늘린다.

2) 회생저항 옵션을 사용한다.

3) 전원 전압을 확인한다.

  

전류제한보호(과부하보호)

1) 인버터의 부하가 정격보다 크다.

2) 인버터 용량 설정이 잘못되었다.

3) V/F 패턴 설정이 잘못되었다.

) 1) 전동기, 인버터 용량을 UP 한다.

2) 인버터 용량을 올바르게 설정한다.

3) V/F 패턴을 올바르게 설정한다.

FUSE 소손

1) 과전류 보호의 반복에 의한 소손.

2) 과여자 상태에서의 급감속 소손.

3) 외부 노이즈에 의한 소손.

Fuse를 교환합니다.

(주의) Fuse Open Trip시에는 IGBT

소손된 경우가 많습니다.

히트싱크과열

1) 냉각팬 고장 및 이물질 삽입.

2) 냉각계통에 이상이 있다.

3) 주위 온도가 높다.

1) 냉각팬의 교체 및 이물질을 제거.

2) 히트싱크의 이물질 삽입을 확인한다.

3) 주위온도를 40도 이하로 한다.

전자써말

1) 인버터의 부하가 정격보다 크다.

2) ETH 설정 레벨이 낮다.

3) 인버터 용량 설정이 잘못되었다.

4) V/F 패턴 설정이 잘못되었다.

5) 저속에서 장시간운전.

1) 인버터 용량을 키운다.

2) ETH 레벨을 적절하게 조절한다.

3) 인버터 용량을 올바르게 설정한다.

4) V/F 패턴을 올바르게 설정한다.

5) 전원별도의 팬을 부착한다.

외부고장(외부써말)

외부 고장이 발생되었다.

써멀 외부 고장 단자에 연결된 회로 이상

또는 외부이상 입력의 원인을 제거한다

저전압보호

보호 1) 전원 전압이 낮다.

2) 전원 용량보다 큰 부하가 접속

되었다. (용접기, 시동전류가

큰 전동기의 직입등)

3) 전원측 전자 접촉기의 고장 및 불량

1) 전원 전압을 확인한다.

2) 전원용량을 키운다.

3) 전자 접촉기 교체.

   

INV. 오동작 및 소손

1. 같은 공장안에서 대형모터를 기동시키면 운전중인 인버터가 정지해 버리는데 어떤

원인에서 그런 현상이 발생합니까?

모터를 기동하면 정격전류의 약6배의 기동전류가 흘러 모터 1차측 트랜스에 전압강하가

발생하는데 모터영향이 크면 그 영향도 커지게 되고, 같은 트랜스에 접속된 인버터는

대폭적인 전압강하(부족전압) 또는 순시정전이 발생해 보호기능이 동작하는 것입니다.

   

2. 인버터 입력측 R,S,T의 각상 전류를 측정해 보았는데 3상 전류가 같지 않고 어느

한상으로 높은 전류가 흐르고 있습니다. 원인이 무엇이며 대책으로 어떻게 하면 됩니까?

인버터는 3상전원을 입력받아 콘버터부에서 직류전압으로 정류하는데 만약 3상 전압이

같지 않고 불균형하게 되면 인버터 특성상 어느 한상으로 전류가 흐를수 있습니다.

이렇게 되면 콘버터부에 다이오드 모듈이 소손될수 있으므로 주의해야 합니다.

대책으로는 3상전원 변동률이 3%이내로 되게 하시고 입력측에 AC리액터를 설치하십시오.

   

3. 인버터에 전원을 넣어도 로더에 불이 들어오지 않습니다. 어떻게 해야 합니까?

일단, 인버터 케이스를 떼어낸 후 PCB상에 충전램프(빨강 발광다이오드)에 불이 들어

오는지 확인 하시고(불이 들어오지 않으면 인버터 불량임) 로더와 PCB사이에 접속

케이블이 빠져있는지 확인 하십시오. 케이블의 콘넥터가 단단히 고정되어 있는데도

로더에 불이 들어오지 않으면 로더 불량이거나, PCB불량이므로 새 로더를 연결하시거나,

PCB를 수리받으시기 바랍니다.

   

4. 인버터로 모터의 회전방향을 바꾸려 하는데 잘되지 않습니다. 어떻게 해야 합니까?

모터의 3상중 어느 한상이 단선되거나 절연이 파괴되면 기동이 잘 되지 않고 회전

방향이 바뀌지 않을 수 있습니다. 인버터와 모터의 출력배선을 확인하시고 모터 절연

파괴를 확인하십시오.

   

5. 인버터 사용중 제동TR이 소손되었습니다. 원인이 무엇입니까?

원인으로는 여러가지가 있을 수 있지만, 리프트나 엘리베이터와 같이 하강시 관성이

큰 부하에서는 감속때 모터에서 높은 회생전압이 순간적으로 인버터로 인가되기 됩니다.

이러한때, 감속시간이 너무 짧거나 정격의 제동저항(DB저항)을 달지 않았을 경우에

제동TR이 소손될수 있습니다. , 제동저항이 판넬 같은 곳에 short되어도 무한전류로

인해 제동TR이 소손됩니다.

   

6. 인버터의 충전저항(돌입전류 억제저항)이 소손되었습니다. 원인이 무엇입니까?

인버터에 전원을 투입하면 콘덴서로 돌입전류가 들어갑니다. 이 돌입전류를 억제해서

낮추는 것이 충전저항인데 인버터의 입력전원을 빈번하게 ON, OFF하게 되면 높은

피크치의 돌입전류가 자주 인가되게 되서 충전전류가 소손됩니다. 그러므로 모터를

운전,정지할 경우에는 인버터에 전원을 넣었다, 뺏다한 하지마시고 제품별RESET단자를

이용해 사용하시기 바랍니다. , 순시정전후 복전이 자주되는 곳에 설치된 인버터에서도

위와 같은 현상이 발생할 수 있습니다.

   

7. 외부에서 DC0 ~ 10V 신호변환기를 사용해서 주파수를 설정하는데 주파수가 안정되게

설정되지 않고 계속해서 가변됩니다. 어떻게 하면 좋겠습니까?

주파수가 흔들린다는 것은 V15G단자에 DC전압이 안정되게 입력되지 못하기 때문

입니다. 그래서 입력 DC전압을 안정되게 해주기 위해 V15G단자에 50V 0.01㎌ 콘덴서

를 달으시면 주파수 떨림을 막을 수 있습니다.

   

8. 인버터의 전원 입력단자와 출력단자의 전류를 측정해 보니 서로 다르게 나옵니다.

혹시 인버터가 불량이 아닌지?

인버터의 입력측은 220/440V의 상용전원이 변동없이 입력되는 반면, 출력측의 전압은

주파수에 비례해 가변되고 특히나 부하특성에 따른 토오크 보상으로 인해 출력전류는

계속적으로 변화합니다. 이런 이유로 입력과 출력측의 전류가 차이가 나게 됩니다.

   

모터, 주변기기 오동작 및 소손

1. 인버터를 가동하기만 하면 PLC, 센서 등과 같은 주변기기들이 오동작을 합니다.

어떤 원인이며 대책으로 무엇이 있습니까?

인버터는 전압을 초당 10000번 이상 고속 스위칭 하는 전력변환 장치이므로 자체적으로

노이즈가 발생합니다. 이 노이즈가 여러가지 경로를 통해서 주변기기에 영향을 줍니다.

대책으로는 여러가지가 있지만 주요내용을 요약해 보자면 인버터 입출력전원단자(RST,UVW)와 제어배선은 30cm이상 분리해 배선하시고(최소 10cm이상) 배선이 교차하게 되는 경우는 가능한 수직으로 배선하고 평행배선은 하지 마십시오. 입력측 전원은 절연 트랜스를 사용하시고 주변기기와 별도의 전원을 사용하십시오. 또 입력측에 AC리액터를 설치하는 것도좋습니다. 접지는 인버터와 주변기기 각각, 별도접지(2종 또는 3)를 하시기 바랍니다. 여의치않은 경우는 인버터만 어스접지하시기 바랍니다. 제어배선은 쉴드선을 사용하시고 제어단자의 COMMON이나 E단자에만 쉴드를 연결하십시오. 쉴드는 절대로 어스접지와 함께 연결하지 마십시오. 주변기기는 가능한 인버터와 멀리띄워 설치하시고 여의치 않은 경우는 중간에 차폐판을 설치하십시오. 그리고 무엇보다도 기능그룹의 "스위칭 주파수(Carrier Frequency)"를 내려서(3~5kHz) 사용하십시오. 노이즈 필터를 사용하는 것도 한 방법이 될수 있습니다.

   

2. 인버터를 동작하면 주위에 설치된 ELB(누전차단기)가 오동작합니다. 원인은 무엇이며,

대책으로 무엇이 있습니까?

인버터의 입출력선간 및 대지간에 정전용량이 존재해서 본래의 모터 전류이외에 이 정전

용량을 경유하는 누설전류가 흐릅니다. 상용전원에 비해 인버터의 경우 누설전류에는

고주파 성분이 많이 포함되어 있는데 이 높은 주파수대의 대지간 누설전류가 누전차단기

의 동작전류를 높게 흐르게 하여 누전차단기가 동작합니다. 스위칭 주파수(CarrierFrequency)가 높고, 배선길이가 길고, 대지간 정전용량이 크면 클수록 누설전류도 크게됩니다.

대책으로는 고조파surge용 누전차단기를 사용하던가 감도전류를 높게 설정합니다.,

모터에 전용접지선을 배선하고 인버터의 스위칭 주파수를 낮추시면 누설전류가 감소합니다.

3. 외부에 설치된 제동저항이 타버렸습니다. 원인이 무었입니까?

제동저항이 타버렸다는 것은 여러가지 이유가 있지만 인버터 용량에 맞지 않는 제동저항을

달았거나 제동저항이 판넬등에 short되었을때에 발생할 수 있습니다. , 관성이 큰 부하

를 빈번하게 감속하게 되면 회생전압에 의해 제동저항이 뜨거워져 소손될 수 있습니다.

이러한 경우는 제동저항의 냉각을 고려하거나 인버터의 용량을 높일 필요가 있습니다.

   

4. 인버터로 모터를 운전하는데 진동이 심합니다. 특별한 대책이 있습니까?

모터의 진동은 크게 2종류로 구별되는데 모터에 전원을 차단했어도 발생하는 진동을

기계적 진동, 모터에 전원이 인가되었을 때만 발생하는 진동을 전자적 진동이라고

합니다. 기계적 진동은 부하측에 이상이 있을 경우에 발생하는 것이므로 부하를 점검

하시고, 전자적 진동의 대책으로는 스위칭 주파수를 높여 전류 파형을 안정되게 하고

2차측에 AC리액터를 설치하거나 모터의 발란스를 높은 것으로 교환하십시오.

   

5. 인버터를 사용하면 모터측에 소음이 심하다고 하는데 어떻습니까?

인버터의 출력파형은 상용전원과는 달리 펄스형태의 전원이므로 이 전원파형을 만드는

스위칭 주파수로 인해 모터에 전자소음이 발생합니다. 구 모델인 G 시리즈는 스위칭

주파수가 가청 주파수대인 약1.5kHz이어서 모터의 소음이 발생했지만 현재 출시되고

있는 제품들은 스위칭 주파수를 3 ~ 15kHz로 가변할 수 있어서 약10kHz 이상으로 설정해

놓으면 가청주파수대를 벗어나게 되므로 모터의 전자소음이 발생하지 않습니다.

그러나 스위칭주파수를 올릴때는 노이즈 대책이 필요합니다.

   

기타

1. 0 Hz에서 소프트 스타트하지 않고 이미 설정된 주파수에서 운전중에 M/C를 써서

모터에 직접 투입해 기동할 수 있습니까?

극히 낮은 주파수대에서는 가능하지만 설정 주파수가 높아지면 상용전원에서의 기동조건과

비슷해지므로 큰 기동전류(정격의 약6)가 출력되므로 과전류(OC) 트립이 발생합니다.

   

2. NOISE 방지대책으로 무엇이 있습니까?

1) 캐리어 주파수를 낮춘다. 2) 동력선과 제어선을 이격시킨다.

3) 노이즈 필터를 채용한다. 4) 페어라이트 코어를 삽입한다.

5) 트위스트 쉴드선을 사용한다. 6) 인버터 어스접지를 확인한다.

   

3. 전자써멀기능이란 무엇입니까?

모터의 소손을 방지하기 위해서 일반적으로는 열동형 써멀릴레이를 사용하는데 이것은

저속에서 운전시에는 모터냉각저하에 의한 온도상승까지 감지할 수 없습니다.

그래서, 인버터는 운전전류값과 주파수에서 모터온도 특성을 계산해서 모터 과열을

보호하는 것이 전자써멀 기능입니다. 1대의 인버터로 여러대의 모터를 구동하는

경우나 인버터 용량에 비해 모터용량이 너무나 적은 경우는 보호할 수 없습니다.

   

4. 고조파와 고주파는 어떻게 다릅니까?

고주파는 주파수 자체의 값이 큰 것을 말합니다. 예를 들어 3kHz20kHz 등과 같은

것입니다. 고조파는 30Hz 같은 저주파수에서도 그 출력파형을 분석하면 기본파외에

정수배의 성분 (예로서 5차는 150Hz, 7차는 210Hz )을 갖고 있으며 이 성분을

고조파라고 합니다.

   

모터

1. 60 Hz이상 모터를 운전할 때의 주의사항은 어떤 것이 있습니까 ?

1) 기계나 장치가 그 회전속도로 충분히 운전가능할 것(기계적 강도, 소음, 진동)

2) 모터는 정출력범위가 되므로 그 토오크로 일을 감당할 수 있을 것

3) 베어링의 수명문제가 발생하므로 충분한 검토가 필요합니다.

   

2. 인버터로 단상모터를 운전할 수 있습니까?

단상모터는 인버터로 가변속하기에는 적합하지 않습니다. 콘덴서 기동방식에서는 콘덴서

에 고조파 전류가 흘러 콘덴서가 소손될수 있으며 그리고, 분상기동방식, 반발기동방식

의 모터도 저속에서는 출력 토오크가 나오지 않고 내부의 원심력 스위치가 동작하지

않아서 시동코일이 소손됩니다.

   

3. 표준모터를 인버터로 구동하면 온도상승이 크다고 하는데 얼마정도입니까?

인버터의 출력파형은 상용전원에 비해 파형률이 나빠 온도상승에 따라 영향을 받습니다.

또한, 저속에서는 냉각팬에 의한 냉각효과가 떨어져 60Hz에서는 정격토크로 연속 사용할

수 있지만 1/2속도에서는 10% 감소, 1/3속도에서는 20% 감속된 토크로 연속운전할 필요가

있습니다.

   

4. 브레이크가 내장된 모터를 사용할 때 주의할 점은 무엇입니까?

브레이크 여자회로는 반드시 인버터 1차측 전원으로 구동시켜야 한니다. 그리고, 인버터가

동작중(가속, 정속, 감속)에 브레이크가 동작하면 과전류(OC) 트립이 발생하므로 인버터가

출력을 정지한후 브레이크가 동작하도록 시퀀스를 꾸미십시오.

   

5. 인버터로 모터를 운전하는데 모터의 절연이 파괴되었습니다. 원인이 무엇입니까?

인버터와 모터사이의 배선길이가 긴 경우에는 케이블의 분포정수에 따라서는 반사공진에

의해 전동기 단자전압에서 정격의 2배에 가까운 서지전압이 발생합니다. 200V계열에서는

문제가 되지 않지만 400V계열에서는 이 서지전압으로 인해 모터의 절연이 파괴될 수

있습니다. 400V계열에서는 평활된 직류전압이 × 440 = 620V이고 서지전압은 620×2 = 1200V가 되므로 모터절연내력인 850 ~ 1000V를 넘으므로 모터절연이 파괴됩니다. 대책으로 전동기의 절연내력을 향상시키거나 인버터 출력단에 AC 리액터나 서지억제 필터를 설치해서

서지 전압을 억제하십시오.

   

6. 인버터 운전의 경우 모터의 기동 전류, 기동 토크는 어떻게 됩니까?

인버터 운전에서는 모터의 가속에 맞추어 주파수와 전압을 올리므로 기동전류는 150%

(최고 200%)이하로 제한됩니다. 상용전원에서의 직입기동으로 모터정격전류의 6~7배의

기동전류가 흐르는 것에 비해 인버터 구동으로 원활한 기동이 가능하게 됩니다.

기동토크는 150% 이상으로 전부하 그대로도 기동 가능합니다.

   

7. 60Hz정격 표준모터를 60Hz정격 이상으로 운전하면 어떤 문제가 있습니까?

표준모터는 120Hz이상 고속으로 운전할 수 없습니다. , 60Hz이상으로 운전하는 경우

에도 소음, 진동, 베어링 수명, 모터 및 기계강도 상의 문제가 있을 수 있습니다.

60Hz이상에서는 속도가 증가함에 따라 토오크가 2승적으로 감소하므로 특히, 2극모터나

출력용량이 큰 모터를 사용할 때는 주의해야 합니다.

   

유지보수

1. 인버터 설치시 주의할 사항으로 무엇이 있습니까?

인버터 설치시 특히, 냉각을 고려해야 합니다. 판넬 내부에 설치할 때는 판넬내부의

환기가 잘 되게 환기 팬의 위치에 주의하고, 인버터는 수직으로 부착하되 위아래로 통풍에

지장이 될 만한 것이 없는지 확인합니다.

   

2. 인버터의 수명은 어느 정도입니까?

인버터는 평활 콘덴서나 냉각팬과 같은 소모품을 정기적으로 갈아주고 급격한 부하변동에

따른 무리한 운전을 피하며 적절한 주위환경(온도, 습도, 먼지)을 유지하여 주면 10

이상의 수명을 기대할 수 있습니다.

3. 인버터 부품의 교환시기에 대해 알고 싶습니다.

평활 콘덴서와 알루미나 콘덴서는 약 5, 냉각팬은 약 3, 휴즈는 10, 그리고

릴레이와 타이머 등은 CHECK후 결정하시기 바랍니다. 그러나, 사용환경(주위온도, 통풍

조건)과 사용율(부하율, 전압인가시간)에 따라서 이 교환년수가 변화될 수 있습니다.

   

4. 인버터의 수명이 단축되는 요인으로는 구체적으로 어떤 것들이 있습니까?

1) 온도, 습도가 높거나 변화가 심한 장소에서 사용하는 경우

2) 운전과 정지를 빈번하게 하는 경우

3) 전원(전압, 주파수, 파형왜곡)과 부하의 변동이 큰 경우

4) 진동, 충격이 많은 장소에 설치되어진 경우

5) 마모, 염분, 산성가스, 유화수소 등의 유해가스,오일분진 등의 환경에서 사용하는 경우

6) 사용전 보관상황이 나쁘거나 장기간 보존된 경우

7) 전원용량이 인버터 용량보다 매우 큰 경우 (10배 이상)

   

벡터 인버터

1. 벡터 인버터란 무엇입니까?

벡터 인버터는 모터의 전류를 여자분 전류와 토오크분 전류로 분리시켜 제어하는데 구체적

으로, 속도검출기(엔코더)로 모터의 슬립을 검출하여 부하토크의 크기를 연산으로 구하여

이 토크에 적합하도록 모터의 전류를 흐르게 함으로써 소정의 여자분 전류를 확보합니다.

고응답, 고정도, 고신뢰성을 요구하는 servo system 에 적용할 수 있으며, 벡터 제어

전용모터를 사용하게 됩니다. 벡터 제어 전용모터는 온도 변화에 따른 motor 특성 보상 및

feed back loop control 55Hz의 속도 응답을 갖추고 있습니다.

   

2. 벡터 인버터로 운전하는데 모터가 돌지 않습니다.

1) 인버터 출력 U,V,W상이 각각 모터의 U,V,W상으로 연결이 바르게 되어 있나 확인 하십시요.

2) Inv Capa가 현재 인버터의 용량을 가리키고 있습니까?

인버터의 현재 용량은 왼쪽 옆면의 제품 이름을 보면 알 수 있습니다.

3) Motor Capa가 현재 모터의 용량을 가리키고 있습니까?

4) Max. Speed가 설정되어 있습니까?

모터의 명판을 참고하여 사용 용도에 적절하게 설정하십시요.

5) Rated Cur이 설정되어 있습니까?

모터의 명판을 참고하여 설정하십시요.

6) No Load Cur이 설정되어 있습니까?

사용용도에 따라 적절하게 설정하십시요. 정격의 값을 넘지 않게 설정하여야 하며

대개의 경우 정격의 30 ~40% 정도 입니다.

7) Rated Slip값은 설정되어 있습니까?

모터의 명판을 참고하여 설정하십시요.

8) Torque값은 설정되어 있습니까?

사용용도에 따라 적절하게 설정 하십시요. 만약 이 값이 정확히 설정되지 못하면

인버터의 성능은 급격히 저하됩니다.

   

3. 벡터 인버터로 운전하는데 모터는 돌지만 속도가 나지 않습니다.

1) Encoder. pulses가 적절히 설정되어 있습니까?

Encoder 업체에 문의 하십시요.

2) 속도가 30 ~60 rpm이상으로 증가하지 않을 경우는 모터를 정지시킨 후

Encoder A상과 B상을 바꾸어 결선하십시요. 이때 경우3의 현상이 일어나지

않는가 검사해 보십시요.

   

4. 벡터 인버터로 운전하는데 모터가 속도를 추정하지만 반대방향으로 회전합니다.

1) 인버터의 V상과 W상의 출력을 서로 바꾸어 결선하십시요. 또한 동시에 A상과 B상의

엔코더 결선도 마찬가지로 다시 바꾸어 주십시요.

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