인버터의 종류, 역할 및 활용

 

인버터란

1. 인버터의 개요

인버터 (역변환 장치)는 직류 전류를 어떤 주파수의 교류 전류로 변환하는 장치입니다.

반대로 교류 전류에서 직류 전류로 변환하는 장치를 변환기 (순 변환 장치)라고합니다. 이외에도 직류에서 전압과 전류의 크기가 다른 직류를 생성 DC / DC 컨버터 교류에서 서로 다른 주파수의 교류를 직접 생성 매트릭스 컨버터도 있습니다.

<인버터 및 컨버터>

인버터변환기

직류를 교류로 변환

교류를 직류로 변환

<인버터의 필요성>

일반 AC 전원은 교류 전류로 공급되지만 많은 전기 제품은 직류 전류에서 작동하기 때문에 교류에서 직류로 변환하는 변환기 쪽이 인버터보다 필요하다고 생각 될지도 모릅니다 .

그러나 예를 들어 에어컨이나 냉장고 등의 전기 제품은 모터의 회전에 의해 제어되지만, 교류 전류에 대응 한 모터는 각각의 전류의 주파수에 따라 회전 할 수 있습니다.

따라서 모터가 주파수에 대응하지 않는 경우 최적의 주파수로 변환해야 그 때 AC 전원에서 공급 된 교류 전류를 일단 직류로 변환하고 이를 다시 교류로 변환하는 인버터 가 필요합니다.

<속도 제어 및 토크 제어>

인버터가 모터를 제어하는 ​​방법에는 모터의 속도를 목표로하는 값과 일치하는 속도 제어와 모터 출력 토크를 목표로하는 값과 일치하는 토크 제어의 두 종류가 있습니다. 속도 제어 것이 일반적입니다. 하지만, 토크 제어 분도 전동기를 발전기로 사용했을 때의 출력 조절을 할 때 등에 필요합니다.

 

2. 인버터의 활용

현재 인버터는 모터 구동과 재생 에너지의 계통 연계에 널리 활용되어 에너지 절약 및 저탄소화를위한 핵심 기기로서의 역할은 점점 커지고 있습니다.

<대표적인 제품>

• 모터의 원리를 취급하는 전기 기기 공학
• 인버터의 핵심 부품인 스위칭 장치를 취급하는 반도체 공학
• 직류에서 교류를 만들 전력 변환 회로 등의 기술을 융합한 전력 전자

<인버터를 선정 할 때의 포인트>

인버터의 선정에 있어서는 우선 대상 모터의 정격 출력에 따라 등급을 결정해야합니다.

다음 대상 모터의 종류를 확인합니다. 모터로는 저렴한 유도 전동기 (IM)과 고효율 포함 자석 동기 전동기 (IPMSM)이 많지만, 현재 상용 인버터는 일반적으로 하나의 모터도 구동 할 수있는 능력을 가지고 있습니다.

또한 고정밀 벡터 제어가 필요한지 여부도 확인해야 합니다. 인버터 자체의 가격은 고성능 것과 일반적인 것에서 크게 다르지 않습니다.

 

 

인버터의 종류

1. 전압 형 인버터와 전류 형 인버터

인버터는 크게 전압형 인버터와 전류형 인버터의 두 종류로 나눌 수 있습니다.

<전압형 인버터>

전압형 인버터는 전압을 출력하는 인버터입니다. 전압형 인버터는 사이리스터 또는 트랜지스터 등의 반도체 스위치를 이용하여 직류를 스위칭하여 구형파 교류 전압을 공급하는 방식을 취하고 있습니다.
전압형 인버터는 사이리스터와 병렬로 귀환 다이오드 (무료 후이 링 다이오드)를 연결하고 유도 부하의 지연 전류 성분을 직류 전원으로 귀환합니다.
인버터는 회생 운전 시에 직류 전류가 반전하지만, 귀환 다이오드가 있으므로 단독으로 회생 동작하지 못하고, 이 때문에 전압형 인버터는 회생용 정류기를 별도로 준비해야합니다.

<전류형 인버터>

전류형 인버터는 전압형 인버터와 달리 전압을 출력하는 것이 아니라, 전류를 출력하는 인버터입니다.
전류형 인버터는 직류 측에 리액터를 접속하고 있기 때문에, 교류 부하 측에서 본 회로의 임피던스가 높아져 전류 소스로 간주 될 수 있습니다.
전류형의 출력 전류 파형이 구형파이며, 전류가 한 방향 밖에 흐르지 않습니다. 이 때문에 전압형에서 필요했던 귀환 다이오드가 필요합니다.

※ 사이리스터사이리스터는 실리콘 정류기 제어 전극을 부가 한 반도체 소자입니다. 제어 전극의 전압을 변경하여 전류를 제어하는 ​​기능을 가지고 있습니다.

※ 다이오드다이오드는 한쪽 방향으로 만 전류가 흐르는 성질이있는 반도체 소자입니다.

 

2. 정류 방식에 의한 분류

인버터이 정류 방식으로 분류할 수 있습니다. 사이리스터 등을 이용하여 인버터를 구성하는 경우 입력이 직류이므로 온 제어뿐만 아니라 어떤 방법을 사용하여 오프 제어를 해야 교류로 변환 할 수 없습니다.

<자동 방식과 다른 방식의 차이>

자동에는 콘덴서와 리액터에서 정류에 필요한 전압을 발생시키는 강제 정류 방식과 게이트 턴 오프 (GTO) 사이리스터 등 소자 자체에 자기 소호 능력이있는 반도체 소자를 이용한 자기 정류 방식 수 있습니다. 어떤 주파수의 교류를 발생시킬 수 있습니다.

다른는 교류 전원 또는 부하 전류에 의해 정류 제어하는 방식입니다. 교류 측 (전력 변환 측)에 설치 한 교류 전원이 있고,이 전원에서 정류에 필요한 전압을 받아 순차적으로 정류 · 쇼코합니다. 따라서 다른 인버터가 발생하는 교류 부하의 교류 전원의 주파수와 일치합니다.