에너지 피드백 유닛 공급업체는 중국에서 주파수 변환기의 적용 역사가 30년이 넘었다는 점을 상기시켜 드립니다. 기술의 지속적인 발전으로 주파수 변환기의 적용 범위도 다각화되었으며, 시장 규모도 해마다 확대되고 있습니다. 현재 국내외 주파수 변환기 브랜드는 140개가 넘으며, 새롭게 설립된 주파수 변환기 제조업체 및 유통업체도 전국에 분포되어 있습니다. 국산 주파수 변환기와 수입 주파수 변환기 간에는 여전히 성능 차이가 있지만, 중국 과학기술의 급속한 발전으로 이러한 격차는 극복할 수 없는 것은 아닙니다. 또한, 국내 산업 체인의 건전성을 바탕으로 국산 주파수 변환기의 생산 효율과 제조 원가 향상에 큰 잠재력이 있습니다.
가변 주파수 구동 시스템은 DC 속도 제어 시스템의 성능을 달성하거나 능가하는 주파수 변환기로 구성됩니다. 주파수 변환기는 소형, 저소음, 저비용, 그리고 비동기 모터의 손쉬운 유지 보수라는 장점을 가지고 있어 생산 공정을 크게 단순화하고 초기 투자 비용을 절감합니다. 일반적으로 주파수 변환기를 합리적으로 사용하면 노동 생산성, 제품 품질, 장비 자동화를 향상시키고 에너지를 절약하며 생산 비용을 절감할 수 있습니다.
1. 저전압 주파수 변환기의 분류, 작동 원리 및 구조
1. 저전압 주파수 변환기의 분류
주파수 변환기를 분류하는 기준은 다양합니다. 가변 주파수 드라이브는 일반 주파수 드라이브와 특수 주파수 드라이브로 나눌 수 있습니다. 작동 원리에 따라 주파수 변환기는 AC-AC 주파수 변환기와 AC-DC-AC 주파수 변환기로 나눌 수 있으며, 이 중 AC-DC-AC 주파수 변환기는 주회로의 동작 모드에 따라 전류형과 전압형 주파수 변환기로 나눌 수 있습니다. 또한, 주파수 변환기 기술의 발전 방향에 따라 VVVF 주파수 변환기, 벡터 주파수 변환기, 직접 토크 제어 주파수 변환기 등으로 나눌 수 있습니다.
2. 저전압 작동 원리 주파수 변환기
일반적으로 주파수 변환기는 크로스오버 직접 크로스오버 작동 모드를 채택합니다. 상대적으로 저전압 주파수 변환기는 기술 성숙도, 낮은 비용, 그리고 쉬운 유지 보수로 인해 널리 사용됩니다. 주파수 변환기의 작동 원리는 교류 전원을 가변 주파수 전기 장비로 변환하는 것입니다. 교류 모터의 동기 속도 N=60f/p 공식에 따르면(여기서 N은 모터의 동기 속도, f는 전원 주파수, p는 모터 극수), 주파수를 변경하여 교류 모터의 속도를 변경할 수 있습니다. 주파수 변환기는 이러한 원리를 기반으로 개발되었습니다.
3. 저압 주파수 변환기 구조
주파수 변환기의 주요 회로 구성:
전압형: 전압 전력을 DC에서 AC 주파수 변환기로 변환하고, 회로 필터는 커패시터입니다.
전류형: 전류 전원 공급은 DC에서 AC 주파수 변환기로 변경되고, 회로 필터는 인덕터입니다.
주파수 변환기는 주로 다음의 네 부분으로 구성됩니다.
(1) 정류기: 현재 다이오드 컨버터가 널리 사용되고 있으며, 이는 전력 주파수를 직류 전력으로 변환할 수 있고 가역 컨버터를 구성할 수도 있습니다. 전력 방향이 가역적이기 때문에 재생 및 작동이 가능합니다.
(2) 평파 회로: 정류기로 정류된 직류 전압은 전원 주파수의 6배에 해당하는 맥동 전압을 갖습니다. 전압 변동을 억제하기 위해 맥동 전압(즉, 전류)을 흡수하는 커패시터와 인덕터가 필요합니다. 소자의 용량이 작을 경우, 여유 용량이 있을 경우 평활 회로를 직접 사용할 수 있습니다.
(3) 인버터 : 인버터는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 일정시간 내에 3상 출력을 얻는다.
(4) 제어 회로: 비동기 전동기 전원 공급 장치의 주회로에 신호 제어 회로를 제공합니다. 전압 주파수 동작 회로, 주회로 전류 및 전압 검출 회로, 전동기 속도 검출 회로, 제어 신호를 증폭할 수 있는 동작 회로 구동 회로, 전동기 및 인버터 보호 회로 등이 포함됩니다.
2. 저전압 인버터 유형 선택
1. 저전압 인버터 유형 선택 개요
현재 대부분의 사용자는 인버터 제조업체에서 제공하는 사용 설명서나 선정 매뉴얼을 참고하여 선택합니다. 일반적으로 주파수 변환기 제조업체는 모터의 정격 전력 및 용량에 맞는 주파수 변환기의 정격 전류를 제공합니다. 사용 가능한 모터의 파라미터는 제조업체가 제조업체 또는 국가 표준 모터를 기준으로 제공하며, 주파수 변환기의 실제 용량을 반영할 수는 없습니다. 따라서 주파수 변환기를 선택할 때는 모터의 정격 전류가 주파수 변환기의 정격 전류를 초과하지 않는다는 원칙을 참고해야 합니다. 또한, 주파수 변환기를 선택할 때는 모터의 공정 조건과 관련 파라미터를 이해하고, 모터의 종류와 작동 특성에도 주의를 기울여야 합니다.
(1) 주파수 변환기 정격 전류 선정. 설계 사양에 따르면, 주파수 변환기의 안전하고 신뢰성 있는 작동을 보장하기 위해 주파수 변환기의 정격 전류는 부하(전동기)의 정격 전류보다 커야 하며, 특히 부하 특성이 자주 변하는 전동기의 경우 더욱 그렇습니다. 경험에 따르면 주파수 변환기의 정격 전류는 전동기 정격 전류의 1.05배 이상입니다.
(2) 주파수 변환기 정격 전압 선정. 주파수 변환기의 정격 전압은 주파수 변환기의 입력 측 모선 전압을 기준으로 선정한다. 원칙적으로 주파수 변환기의 정격 전압은 입력 전압과 일치해야 한다. 입력 전압이 너무 높으면 주파수 변환기[3]가 손상된다.
2. 저전압 주파수 변환기 선택 시 주의사항
(1) 부하 종류와 주파수 변환기를 맞춰주세요.
석유화학 산업의 부하에는 주로 펌프와 팬이 포함됩니다. 펌프는 워터 펌프, 오일 펌프, 첨가제 펌프, 계량 펌프, 양수 펌프, 혼합 펌프, 세척 펌프로 구분됩니다. 이 중 양수 펌프, 혼합 펌프, 세척 펌프는 대부분 고부하이며, 나머지는 일반 부하입니다. 팬은 공랭식 팬, 보일러 유도 통풍 팬, 축류 팬, 공기 압축기 등으로 구분됩니다. 공랭식 팬과 보일러 유도 통풍 팬은 기동 시 모두 고부하이며, 일반적으로 고부하로 간주되고, 나머지는 일반 부하입니다. 주파수 변환기를 선택할 때는 부하 특성을 기반으로 선택해야 합니다. 부하 유형이 불분명하거나 공정 조건에 따라 변경될 수 있는 경우, 선택 불일치를 방지하기 위해 고부하를 기준으로 주파수 변환기를 선택하는 것이 좋습니다.
(2) 환경조건은 주파수 변환기에 영향을 미친다.
일반적으로 주파수 변환기는 더 높은 주변 온도와 습도를 필요로 합니다. 주변 온도가 섭씨 30도 미만, 상대 습도가 80% 미만, 고도가 100m 미만일 경우 주파수 변환기는 정격 전류에서 안전하게 작동합니다. 주변 온도가 40℃를 초과하면 주파수 변환기의 실제 용량과 전류가 주변 온도 상승에 따라 점차 감소합니다. 주변 상대 습도가 90%를 초과하면 결로가 발생하여 주파수 변환기 내부 부품에 단락이 발생할 수 있습니다. 고도가 100m를 초과하면 주파수 변환기의 출력 전력이 감소합니다. 또한, 먼지가 많은 환경에서는 주파수 변환기를 사용하지 마십시오.
(3) 주파수 변환기용 옵션 구성품의 선정.
주파수 변환기용 옵션 구성 요소를 부적절하게 선택하면 고장률이 높아지며, 주로 필터와 리액터 선택에 집중됩니다.
3. 저압 주파수 변환기의 실제 응용
1. 저전압 주파수 변환기의 1차 연결
주파수 변환기의 1차 회로에 있는 접촉기, 필터, 리액터의 설치 위치가 미치는 영향이 크기 때문에, 이하에서는 이 세 가지 장치를 분석하는 데 중점을 두겠습니다.
(1) 접촉기
접촉기의 연결 방법은 크게 두 가지가 있습니다. 인버터 본체 후면에 설치하는 방법과 인버터 본체 전면에 설치하는 방법입니다. 접촉기는 인버터 본체 후면에 설치하며, 모터가 자주 기동할 때 인버터에 잦은 충격이 발생하지 않는다는 장점이 있습니다. 단점은 주파수 변환기의 충전 시간이 길고 전력 손실이 발생한다는 것입니다. 접촉기는 인버터 본체 전면에 설치하며, 모터가 대기 모드일 때 전력 손실 없이 전원을 완전히 차단할 수 있다는 장점이 있습니다. 단점은 모터의 잦은 기동으로 인해 주파수 변환기에 잦은 충전 충격이 발생하여 주파수 변환기 부품의 수명에 영향을 미친다는 것입니다.
요약하자면, 모터 기동 빈도가 낮다면 접촉기를 인버터 본체의 앞면과 뒷면에 설치할 수 있지만, 인버터 본체 뒷면에 설치하는 것이 더 적합합니다. 모터 기동 빈도가 높으면 접촉기를 인버터 본체 뒷면에 설치하는 것이 좋습니다.
(2) 필터
입력 필터는 주로 전력망을 필터링하고, 주파수 변환기에 대한 전력망의 고조파 효과를 억제하고, 주파수 변환기의 정류로 인해 생성된 고조파가 전력망으로 되돌아가는 것을 억제하는 데 사용됩니다. 출력 필터는 주로 주파수 변환기를 최적화하고 고조파를 필터링하여 출력 파형을 더욱 사인파적으로 만듭니다.
(3) 반응기
입력 리액터는 그리드 측의 고조파를 억제하고 정류기 브리지를 보호할 수 있습니다. 주파수 변환기의 출력 케이블이 지정된 길이(일반적으로 케이블 길이 250m 허용)를 초과하는 경우 출력 리액터를 선택해야 합니다.
2. 저압 주파수 변환기의 설치 환경
실험 결과, 주파수 변환기의 고장률은 열악한 환경, 특히 온도, 습도, 먼지에 민감한 환경에서 크게 증가하는 것으로 나타났습니다. 따라서 설치 환경을 선택할 때는 온도, 습도 조절이 가능하고 먼지 발생이 적은 환경을 선택하는 것이 중요합니다.
(1) 환경온도
실제 사용에 있어서 주파수 변환기는 섭씨 35도 이하의 온도 환경에서 작동하는 데 적합하다는 것이 밝혀졌습니다. 온도가 높을수록 주파수 변환기의 부하 용량은 낮아집니다.
(2) 환경 습도
주변 습도가 높으면 인버터 내부에 결로 현상이 발생하기 쉽고, 이로 인해 단락 사고가 발생하기 쉽습니다. 따라서 주파수 변환기의 주변 습도를 관리해야 합니다.
(3) 먼지 환경
주파수 변환기는 가능한 한 먼지가 많은 환경에서 사용해야 합니다. 먼지가 쌓이면 단락이 발생하고 주파수 변환기의 전자 부품이 손상될 수 있습니다.
4、저전압 주파수 변환기의 일반적인 고장 및 해결 방법
1. 시작할 수 없습니다
원인: 부하의 과도한 회전 관성이나 토크로 인해 발생합니다.
해결 방법: 시동 주파수와 토크를 적절히 높이고 보호 설정을 확인하세요.
2. 과전압 트립
원인: 전원 공급 전압이 높거나 내리막 시간이 짧기 때문에 발생합니다.
해결 방법: 실행 상태가 정상인지 확인하세요.
3. 과부하
원인: 저전압 인버터의 과부하 용량이 상대적으로 부족하거나 모터 매개변수 설정이 불합리합니다.
해결 방법: 내부 전류 검출 회로와 주파수 변환기의 매개변수 설정을 확인하세요.