2026-02-06
주파수 드라이브(VFD)는 출력 주파수와 전압을 변경하여 모터 속도와 토크를 제어하여 보다 부드러운 시작, 보다 엄격한 프로세스 제어 및 가변 토크 부하에서 큰 에너지 절감 효과를 제공합니다. 펌프와 팬의 경우 속도를 20% 낮추면 샤프트 전력 수요를 대략적으로 줄일 수 있습니다. ~50% 친화력 법칙(전력 ≒ 속도³)으로 인해 기계적 스트레스와 유지 관리도 줄어듭니다.
주파수 드라이브는 들어오는 AC를 DC로 정류한 다음 명령된 주파수에서 다시 AC로 반전시킵니다. 모터 속도는 주로 주파수에 의해 설정되는 반면, 전압 및 제어 알고리즘은 토크와 안정성을 조절합니다.
대부분의 애플리케이션은 가변 토크(팬/펌프)와 일정한 토크(컨베이어/압출기)라는 두 가지 동작 유형으로 분류됩니다. 드라이브의 제어 모드를 부하에 맞추면 저속 토크, 속도 유지 및 효율성이 향상됩니다.
| 제어방식 | 다음에 가장 적합 | 전형적인 강점 | 주의사항 |
|---|---|---|---|
| V/Hz(스칼라) | 팬, 펌프, 간단한 속도 제어 | 간단한 설정, 중/고속에서 안정적 | 저속 토크가 약해지고 응답이 느려집니다. |
| 센서리스 벡터 | 컨베이어, 믹서, 범용 | 더 나은 저속 토크 및 속도 조절 | 정확한 모터 데이터가 필요하며 잘못 조정하면 소음이 발생할 수 있습니다. |
| 폐루프 벡터(인코더) | 호이스트, 와인더, 정밀 저속제어 | 0속도에서 높은 토크, 엄격한 조절 | 추가 하드웨어, 배선, 시운전 복잡성 |
올바른 크기 조정은 다음에 의해 결정됩니다. 모터 전부하 전류(FLA) 마력/kW뿐만 아니라 부하의 과부하 요구도 있습니다. 모터 명판부터 시작한 다음 애플리케이션의 의무 요구 사항을 적용하십시오.
400V, 30kW 모터의 명판 FLA가 다음과 같은 경우 ~56A (일반적인 범위는 효율성과 역률에 따라 다름) 60~70A 연속 정격은 팬/펌프 작동에 적합한 경우가 많습니다. 무거운 시작을 하는 컨베이어의 경우, 더 높은 과부하를 견딜 수 있는 드라이브로 올라가면 가속 중 트립을 방지할 수 있습니다.
대부분의 "미스터리" VFD 문제는 접지, 케이블 배선 또는 잘못된 모터 리드 관행으로 인해 발생합니다. 올바르게 설치하면 EMI가 감소하고 모터 절연이 보호되며 제어 정확도가 향상됩니다.
VFD 출력은 특정 설정에서 베어링 전류와 절연 응력을 증가시킬 수 있는 PWM 파형입니다. 완화에는 적절한 접지, 절연 베어링(지정된 경우), 공통 모드 초크 및 출력 필터링이 포함될 수 있습니다. 특히 구형 모터 또는 매우 긴 케이블의 경우 더욱 그렇습니다.
정확한 모터 명판 데이터를 입력하고 드라이브의 모터 식별 루틴을 실행하는 것이 가장 큰 영향을 미치는 두 가지 설정 단계입니다. 특히 벡터 모드에서 안정적인 토크 생성과 더 적은 트립을 위해 사용됩니다.
압력 제어를 위해 드라이브는 속도를 조정하여 설정점을 유지할 수 있습니다. 실용적인 시작 접근 방식은 적당한 비례 게인과 느린 적분 동작을 수행한 후 응답을 기반으로 개선하는 것입니다.
가속 중 과전류로 인해 드라이브가 트립되는 경우 가속 시간을 늘리거나 시동 부하를 줄이십시오. 감속 중 과전압으로 트립되는 경우 감속 시간을 연장하거나 동적 제동을 추가하십시오. 관성이 높은 부하의 경우 제동 하드웨어는 종종 불안정한 정지를 제어된 정지로 전환합니다.
주파수 드라이브 모터 제어는 가변 토크 부하에서 재정적으로 가장 효과적입니다. 친화력 법칙은 흐름 ∝ 속도, 수두 ∝ 속도², 전력 ∝ 속도³ 등의 빠른 추정을 제공합니다. 이는 작은 속도 감소로 큰 kW 감소가 가능하다는 것을 의미합니다.
팬이 100% 속도에서 30kW를 사용하는 경우 80% 속도에서 추정 축 동력은 30 × 0.8³ = 30 × 0.512 ≒입니다. 15.4kW . 대략적으로 줄어든 셈이죠 14.6kW 여전히 공기 흐름의 ~80%를 이동하면서(비슷한 시스템 조건을 가정)
| 속도 설정값 | 상대 흐름 | 상대 출력(≒ 속도³) | 전력 감소 대 100% |
|---|---|---|---|
| 90% | ~90% | ~72.9% | ~27.1% |
| 80% | ~80% | ~51.2% | ~48.8% |
| 70% | ~70% | ~34.3% | ~65.7% |
트립이 전류 관련인지, 전압 관련인지, 신호/제어 관련인지 식별하는 것부터 시작하세요. ; 이렇게 하면 근본 원인을 빠르게 좁히고 임의의 매개변수 변경을 방지할 수 있습니다.
| 증상 | 가능한 원인 | 실용적인 수정 |
|---|---|---|
| 가속 시 과전류 | 너무 빠른 램프, 부하 스파이크, 잘못된 모터 데이터 | 가속 시간 증가, 명판 데이터 확인, 모터 ID 실행 |
| 감속 시 과전압 | 관성으로 인한 재생성, 램프 속도가 너무 빠름 | 감속 시간을 늘리거나 제동 저항기/회생 장치를 추가하십시오. |
| 모터가 저속에서 가열됩니다. | 자가 환기 감소, 높은 토크 요구 | 강제 냉각 추가, 최소 속도 높이기, 부하 확인 |
| PID의 속도 찾기 | 공격적인 이득, 시끄러운 피드백, 열악한 필터링 | P/I 감소, 피드백 필터링, 센서 스케일링 확인 |
| 성가신 통신/아날로그 오류 | EMI, 접지, 케이블 라우팅 | 차폐/접지 개선, 라우팅 분리, 절연 추가 |
주파수 드라이브 모터 제어에서 일관된 결과를 얻으려면 정확한 모터 데이터, 적절한 제어 모드, 합리적인 램프 및 깔끔한 설치에 우선순위를 두십시오. 올바르게 조정하고 설치하면 VFD는 간헐적인 트립의 원인이 아닌 예측 가능한 프로세스 도구가 됩니다.
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