- VFD 회로 및 작동
- VFD 회로의 정류기 섹션
- VFD 회로의 필터 섹션
- VFD 회로의 스위칭 또는 인버터 섹션
- 다양한 유형의 VFD
- VSI 유형 VFD
- CSI 유형 VFD
- PWM 유형 VFD
- 내 애플리케이션에 대해 VFD를 선택하는 방법은 무엇입니까?
- VFD의 장점
- VFD의 단점
세계에는 다른 유형의 고출력 모터를 사용하는 많은 공장과 공장이 있습니다. 높은 전력 소비로 인해 공장과 공장은 결국 많은 양의 에너지 요금을 지불하게됩니다. 높은 전력 소비를 극복하고 효율성을 높이기 위해 VFD는 40 년 전에 도입되었지만 회로는 충분히 강하지 않았습니다.
VFD는 가변 주파수 드라이브 또는 가변 주파수 드라이브 의 약식 입니다. 주파수는 모터 RPM을 결정하고 AC 주파수를 제어하여 모터 RPM을 제어 할 수 있습니다. 소형 모터 관련 응용 분야에서 고전력 유도 모터에 이르기까지 다양한 유형의 VFD를 전자 및 전기 시장에서 사용할 수 있습니다. 3 상 VFD 외에 단상 VFD도 사용할 수 있습니다.
VFD 회로 및 작동
VFD 회로는 세 부분으로 구성됩니다.
1. 정류기 섹션
2. 필터 섹션
3. 스위칭 또는 인버터 섹션.
아래 이미지에서 세 섹션은 블록 다이어그램 안에 표시됩니다. 이것은 3 상 VFD 의 기본 회로 블록 다이어그램입니다.
VFD 회로의 정류기 섹션
정류기 부분은 6 개의 다이오드를 사용합니다. 다이오드 D1, D2 및 D3은 양극 레일에 연결되고 다이오드 D4, D5 및 D6은 음극 레일에 연결됩니다. 이 6 개의 다이오드는 3 상 AC 신호를 단일 DC 레일로 변환하는 다이오드 브리지 역할을합니다. 3 상 R, B 및 Y는 다이오드를 통해 연결됩니다. 정현파 극성에 따라 다이오드는 순방향 바이어스 또는 역방향 바이어스되어 양극 및 음극 레일 모두에서 양극 펄스 또는 음극 펄스를 제공합니다.
정류기 작동 방식에 대해 자세히 알아 보려면 링크를 따르십시오.
VFD 회로의 필터 섹션
우리가 알고 있듯이 표준 정류기 다이오드는 AC 신호를 DC로만 변환하지만 출력 DC 신호는 주파수에 따른 AC 리플도 관련되어 있기 때문에 충분히 부드럽 지 않습니다. AC 리플을 수정하고 원활한 DC 출력을 만들기 위해서는 일종의 리플 제거 필터가 필요합니다. 필터의 표준 구성 요소는 다양한 유형의 대형 커패시터와 인덕터를 사용하는 것입니다. 필터 섹션에서 주로 커패시터는 AC 리플을 필터링하고 부드러운 DC 출력을 제공합니다.
경우에 따라 입력 AC 노이즈 및 고조파를 줄이기 위해 다른 유형의 필터도 사용됩니다.
VFD 회로의 스위칭 또는 인버터 섹션
스위칭 또는 인버터 섹션은 DC를 AC로 반전합니다. 이 섹션에서는 고전력 트랜지스터, IGBT 또는 MOSFET에 이르기까지 다양한 유형의 전자 스위치가 사용됩니다. 스위치는 빠르게 켜지거나 꺼지고 부하는 AC와 매우 유사한 맥동 전압을받습니다. 출력 주파수는 스위칭 속도에 비례합니다. 높은 스위칭 속도는 고주파 출력을 제공하는 반면 낮은 스위칭 속도는 저주파 출력을 제공합니다.
다양한 유형의 VFD
VFD가 AC 전원을 DC 전원으로 변환하고 정류하는 방법에 따라 다른 유형의 VFD가 시장에 나와 있습니다.
VFD 의 주요 세 가지 유형은 VSI , CSI 및 PWM 입니다.
VSI 유형 VFD
VSI는 전압 소스 인버터를 나타냅니다. 이것은 가장 일반적인 유형의 가변 주파수 드라이버입니다. 이러한 유형의 VFD에서는 간단한 다이오드 브리지를 사용하여 AC 신호를 DC로 변환하고 커패시터를 사용하여 에너지를 저장합니다. 인버터 스위칭 회로는 커패시터에 저장된 에너지를 사용하여 출력을 제공합니다.
이점
1. 속도 범위가 좋습니다.
2. 다중 모터 제어 시설. 단일 VSI 유형 VFD에 여러 모터를 연결할 수 있습니다.
3.Simple 디자인.
4. 생산 및 설치 측면에서 비용 효율적입니다.
단점
1. 코깅 효과로 인해 부하 모터가 시작 및 중지 상황에서 갑작스럽게 움직 입니다.
2. 출력은 다양한 유형의 고조파 및 노이즈를 제공합니다.
3. 모터 속도를 제어하거나 속도를 줄이면 전체 역률이 크게 저하되어 역률이 나빠집니다.
CSI 유형 VFD
CSI는 전류 소스 인버터를 나타냅니다. VSI 유형 VFD는 가변 주파수 범위에 따라 부드러운 전압 출력을 제공 할 수 있도록 설계되었지만 CSI 유형 VFD에서는 구성이 전압 대신 전류에 의존 할 수 있습니다. 또한 CSI의 경우 다이오드 브리지 정류기 대신 SCR 브리지 컨버터를 사용합니다. 출력 에너지는 부드러운 전류 출력을 위해 커패시터 대신 직렬 인덕터를 사용하여 필터링됩니다. CSI 유형 VFD는 정전류 생성기와 동일하게 작동합니다. 전압 구형파 대신 CSI 유형 VFD는 구형파 전류를 제공 할 수 있습니다.
이점
1. 신뢰할 수있는 VSI 유형 VFD.
2. VSI가 적합한 선택이 아닌 더 높은 마력 유도 모터를 지원하십시오.
3.Simple 디자인.
4. 좋은 재생 능력.
단점
1. 특히 낮은 RPM에서 전반적인 역률이 좋지 않습니다.
2. 코깅 효과가 존재하며 주행 중 모터 샤프트를 진동시킬 수 있습니다.
3. VSI와 관련하여 다중 모터 작동에는 적합하지 않습니다.
PWM 유형 VFD
이것은 VSI 유형 VFD의 개선 및 수정 된 버전입니다. PWM은 펄스 폭 변조를 나타냅니다. PWM 기술을 사용하여 VFD는 주파수 비율로 유지되는 안정적인 전압 출력을 제공 할 수 있습니다. 이 구조는 다이오드 브리지를 사용하여 AC 신호를 DC 신호로 정류합니다. 스위칭 회로는 가변 주파수 범위에서 듀티 사이클을 제어합니다. 부하에 안정적이고 적절한 전압 및 전류를 제공하기 위해 PWM 출력을 조정하는 데 추가 조정기가 사용됩니다.
이점
1. 막힘이나 저킹 효과가 없습니다.
2.Wide 속도 및 제어 범위.
3. 다른 유형의 보호 회로로 구성됩니다.
4. 일정한 역률.
5. 매우 높은 효율을 유도하십시오.
6. 에너지 효율.
단점
1. 디자인이 복잡합니다.
2. 구현 측면에서 복잡합니다.
3. 추가 하드웨어가 필요합니다.
4. 드라이버 회로에서 가청 노이즈 발생.
5. 비용이 많이 드는 솔루션.
내 애플리케이션에 대해 VFD를 선택하는 방법은 무엇입니까?
특정 애플리케이션에 적합한 VFD를 선택하려면 부하를 잘 이해해야합니다. 다른 유형의 모터는 다른 유형의 토크를 생성합니다. 일부 애플리케이션에서는 일정한 토크가 필요한 반면 다른 애플리케이션에서는 토크를 제어해야합니다. 또한 모터 전체의 부하는 모터 사양, 주로 전력 등급의 결정 요인입니다.
적절한 애플리케이션에 적합한 VFD를 선택하려면 다음 사항을 평가하거나 고려해야합니다.
1. 모터의 마력
2. 비용
3. VFD 및 모터의 작동 환경
4. 단일 위상 또는 삼상
5. 단일 모터가있는 단일 VFD 또는 여러 모터가있는 단일 VFD
6. 추가 제어 기능 요구 사항
VFD의 장점
다른 컨트롤러를 쉽게 사용할 수있는 소비자에게 VFD가 인기있는 선택 인 이유는 많습니다. VFD의 인기에 대한 가장 중요한 이유는 낮은 에너지 소비 능력과 초기 설정 비용 입니다. VFD는 동일한 세그먼트에있는 어떤 컨트롤러 장치보다 에너지 소비 측면에서 높은 효율성을 제공합니다. 이로 인해 더 큰 마력 모터가 필요한 대규모 공장 및 플랜트의 경우 VFD는 낮은 전력 소비를 제공하여 에너지 비용을 낮추고 비용 절감 기회를 제공합니다.
VFD는 모터 시작 및 정지 상태에서 돌입 전류를 제한하여 공급 라인의 돌입 부하를 감소시킬뿐만 아니라 값 비싼 모터에 안전 여유를 제공합니다.
위의 장점 이외에 VFD는 시스템 유지 관리 비용을 낮출 수 있습니다. 추가 비용이 많이 드는 전기 연결 및 제어 작업이 필요하지 않습니다. 단일 VFD를 사용하여 제어 할 수있는 여러 모터를 연결하는 옵션이있어 추가 시스템 설정 비용을 더욱 절감 할 수 있습니다.
VFD의 단점
그러나 위의 장점에도 불구하고 VFD 시스템과 관련된 몇 가지 단점이 있습니다. VFD 시스템의 주요 단점은 초기 설정 투자입니다. VFD를 사용하여 여러 개의 고 마력 모터를 제어해야하는 공장 또는 공장의 경우 높은 투자가 필요합니다.
또한 VFD는 모터 가열을 유발하고 특수한 모터 구조가 필요합니다. 구조에는 특수한 유형의 모터 절연이 필요하며 모터는 인버터 정격 애플리케이션에 맞게 지정되어야합니다.
VFD의 다른 주요 단점은 주 전원 라인이 왜곡, 라인 노칭 고조파로 인해 크게 방해를 받는다는 것입니다. 이로 인해 동일한 전원 라인에 연결된 다른 장치도 작동 조건에서 방해를받습니다.
그러나 현대 반도체 산업의 발전으로 현대 VFD 시스템의 구성이 크게 향상되었습니다. 고체 장치 시대 이전에는 회전 기계가 VFD를 만드는 데 사용되는 주요 구성 요소였습니다. 현대 마이크로 프로세서 시대에 VFD는 적절한 제어 시설과 함께 저전압, 과전압, 열 과부하 보호 등과 같은 모든 종류의 보호 기능을 갖추고 있습니다. 업계의 모터 애플리케이션은 VFD를 사용하여 효율적으로 제어 할 수있는 전 세계 전기 에너지 소비의 25 %를 차지합니다.