가변 주파수 드라이브란 무엇입니까?
가변 주파수 드라이브(VFD)는 AC 및 DC 모터에 대한 조정 가능한 속도 제어를 제공하는 데 사용되는 전자 제어 장치입니다. 가장 일반적인 AC 모터 유형은 AC 유도 모터 또는 비동기 모터입니다. VFD를 사용하는 이점은 HVAC 팬 및 펌프 애플리케이션의 에너지 절약, 산업 애플리케이션의 향상된 모터 토크 및 속도 제어, 향상된 모터 보호입니다.
VFD 작동을 위한 모터 크기:
가변 주파수 드라이브는 120볼트 단상에서 ¼마력부터 11,000볼트 3상에서 20,000킬로와트까지의 모터를 작동할 수 있습니다. 산업용 모터는 일반적으로 3상이며 미국에서 가장 일반적인 전압은 480V입니다. 다른 일반적인 전압은 230, 2300 및 4160V입니다. 모터는 모터의 극에 따라 다양한 전압에서 작동하도록 설계되었습니다.
모터는 모터의 극 수에 따라 일정한 속도로 작동하도록 설계되었습니다. 모터에 공급되는 전압의 주파수는 모터의 속도를 결정합니다. 이 속도는 적용된 주파수에 120을 곱한 다음 위상당 극 수로 나눈 함수입니다.
VFD가 모터 속도를 변경하는 방법:
VFD는 초당 0에서 60사이클 또는 헤르츠 사이의 주파수를 변화시켜 모터를 제어합니다. 또한 표준 0-60Hz 대역 밖에서 최대 600Hz까지 주파수를 변경할 수 있습니다. 600Hz 이상이 되면 일반적으로 고속 스핀들 모터가 됩니다. 600Hz 이상이 되면 일반적으로 고속 스핀들 모터가 됩니다. VFD는 모터에 대한 AC 사인파의 출력 주파수를 조정하여 입력 주파수를 변화시킵니다. 이를 달성하기 위해 VFD에는 네 가지 주요 구성 요소가 있습니다.
- 다이오드 정류기 또는 변환 섹션은 다이오드 정류기를 통해 60Hz AC 전원 전압을 DC 전압으로 변환합니다.
- DC 버스 섹션은 변환된 AC 전압을 커패시터에 저장합니다. 480V AC 입력의 경우 3상 DC 버스의 피크 전압은 648V DC(= 480V x Sq. Rt. √1.82)가 될 수 있습니다.
- 인버터 섹션 또는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)는 저장된 DC 전압을 펄스 폭 변조라고 하는 아날로그 AC 사인 파형으로 변환하여 AC 파형을 시뮬레이션합니다. 펄스 폭 변조 파형은 진폭(높이)을 가지며, 이는 최대 입력 전압(일반적으로 480볼트)과 듀티 사이클(폭)을 갖습니다. 초당 듀티 사이클 수는 헤르츠 단위의 주파수이고 IGBT가 켜지고 꺼지는 속도는 캐리어 주파수입니다. 캐리어 주파수 범위는 2,000Hz에서 15,000Hz입니다. 더 높은 캐리어 주파수는 더 나은 파형을 생성합니다. 전압과 전류가 전구에 전원을 공급할 수 있도록 하는 벽에 있는 전등 스위치를 상상해 보세요. 전압과 전류는 초당 60사이클의 속도로 전구로 흐릅니다. 모든 빛 깜빡임은 육안으로는 감지할 수 없을 만큼 빠릅니다.
- VFD 제어 섹션은 모터에 전송되는 전압 및 주파수 또는 듀티 사이클 수를 결정합니다. 모터는 펄스 폭 변조 파형을 사용하여 모터의 속도를 제어합니다.
가변 주파수 드라이브의 진화
VFD는 시간이 지남에 따라 진화했지만 기본 기능은 그대로 유지됩니다. VFD는 많은 응용 분야에서 사용되며 산업이 진화하는 데 도움이 됩니다. IIoT와 스마트 제조의 현재 급증으로 VFD는 프로세스 개선에 필수적이 되고 제조업체가 해당 산업의 리더가 되는 데 도움이 되는 의미 있는 데이터를 제공합니다.