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자동 인덕션 모터의 출현 이후 인버터 작동은 대전자 형태로 존재했습니다. 발전기의 속도를 변경하고 출력 주파수를 변경하십시오.초고속 트랜지스터가 등장하기 전, 이것은 모터의 속도를 변경하는 주요 방법 중 하나였지만 발전기 속도가 전압보다 출력 주파수를 감소시키기 때문에 주파수 변화는 제한되었습니다.

그래서 인버터의 구성요소를 살펴보고 실제로 어떻게 작동하는지 보죠. 주파수와 모터 속도를 바꾸기 위해서요.

01 인버터 부품 - 직렬기

AC 모드에서 AC 시노파의 주파수를 변경하는 것이 어렵기 때문에 인버터의 첫 번째 작업은 파동 형태를 DC로 변환하는 것입니다. AC처럼 보이려면 DC를 작동하는 것이 비교적 쉽습니다.모든 주파수 변환기의 첫 번째 구성 요소는 바로잡기 또는 변환기라고 불리는 장치입니다, 아래와 같이:

직렬 회로 는 변전류 를 일류 로 변환 하며 배터리 충전기 나 활 용접기 와 거의 비슷 하게 작동 한다.그것은 단 하나의 방향으로 이동하는 AC 시노 파도를 제한하기 위해 다이오드 브릿지를 사용합니다그 결과 완전히 수정된 AC 파형은 DC 회로에 의해 지역 DC 파형으로 해석됩니다.3단계 인버터 3개의 별도의 AC 입력 단계와 하나의 DC 출력으로 변환.

대부분의 3단계 인버터도 단일단계 (230V 또는 460V) 전원 공급을 받아들일 수 있지만, 두 개의 입력 가맹점이 있기 때문에,인버터 출력 (HP) 은 생성되는 DC 전류가 비례적으로 감소하기 때문에 감소해야합니다.한편, 진정한 단일 단계 인버터 (일 단계 모터를 제어하는 단일 단계 인버터) 는 단일 단계 입력을 사용하여 입력량에 비례한 DC 출력을 생산합니다.

변속 속도 작동에 관해서는, 세 단계 모터는 두 가지 이유로 단일 단계 카운터 구성 요소보다 더 일반적으로 사용됩니다. 첫째, 그들은 더 넓은 전력 범위를 가지고 있습니다.다른 한편으로, 보통 돌기 시작하기 위해 외부 개입이 필요합니다.

02 인버터 부품 - DC 버스

DC 버스의 두 번째 구성 요소 (그림에서 DC 버스에 의해 표시) 는 주파수 변환 작업에 직접적으로 영향을 미치지 않기 때문에 모든 변환기에서 보이지 않습니다.그것은 항상 고품질의 일반 목적 드라이브에 존재합니다DC 버스는 컨덴시터와 인덕터를 사용하여 변환된 DC에서 AC "파동"전압을 필터링하고 인버터 섹션으로 전달합니다.그것은 또한 조화를 차단하는 필터를 포함 하 고 인버터 전원 공급에 다시 공급 될 수 있습니다더 오래된 인버터와 별도의 라인 필터가 이 과정을 완료하는 데 필요합니다.

03 인버터 부품 - 인버터

그림의 오른쪽에는 인버터의 "마음"이 있습니다.인버터는 AC 시노파의 세 단계를 모두 시뮬레이션하는 DC "펄스"를 생성하기 위해 3 개의 초고속 스위칭 트랜지스터 (IGBT에서 표시) 를 사용합니다이 펄스는 파동의 전압뿐만 아니라 그 주파수를 결정한다. 인버터 또는 인버터라는 용어는 "이버션"을 의미하며 단순히 발생하는 파동의 위아래 움직임을 의미한다.현대 인버터 인버터 는 전압 과 주파수를 조절 하기 위해 "펄스 너비 변조" (PWM) 라는 기술 을 사용 한다.

그 다음에는 IGBT에 대해 이야기합니다. "insulate-gate bipolar transistor"의 약자인데, 이는 인버터의 스위치 (또는 펄스) 구성 요소입니다.트랜지스터 (허리 튜브 대신) 는 우리 의 전자 세계 에서 두 가지 기능 을 수행 한다증폭기와 같은 증폭기로 신호를 증가시키거나 신호를 켜고 끄는 스위치로 작용할 수 있습니다.IGBT는 더 높은 스위치 속도 (3000-16000 Hz) 와 열 발생을 줄이는 현대적인 버전입니다.더 높은 스위칭 속도는 AC 파동 시뮬레이션의 정확성을 향상시키고 모터 소음을 줄일 수 있습니다. 생성 된 열의 감소는 히트 싱크가 작다는 것을 의미합니다.그래서 주파수 변환기는 더 작은 발자국을 가지고 있습니다.

04 인버터 PWM 파형

아래 그림은 PWM 변환기를 가진 인버터에서 실제 AC 시노 파동과 비교하여 생성되는 파동 형태를 보여줍니다.인버터 출력은 고정된 높이와 조정 가능한 너비로 정사각형 펄스 시리즈로 구성됩니다이 특정 경우, 세 개의 펄스 세트가 있습니다. 중간에 넓은 세트와 AC 사이클의 긍정적 인 부분과 부정적인 부분의 시작과 끝에서 좁은 세트.

펄스의 면적의 합은 실제 AC 파도의 효과적 전압과 같습니다.만약 당신이 실제 AC 파형 위에 (또는 아래) 있는 펄스를 잘라내고, 당신은 거의 완벽하게 일치하는 것을 발견 할 것입니다. 이 방법으로 인버터가 모터의 전압을 제어 할 수 있습니다.

펄스 너비와 그 사이의 빈 너비의 합은 모터에 의해 보이는 파동 형태의 주파수를 결정합니다.빈틈이 없습니다), 주파수는 여전히 정확하지만 전압은 진정한 AC 시노파보다 훨씬 커집니다. 원하는 전압과 주파수에 따라,주파수 변환기는 파동의 높이와 너비와 그들 사이의 빈 공간의 너비를 변경합니다.

어떤 사람들은 어떻게 이 "거짓" AC (실제로 DC) 가 AC 인덕션 모터를 구동하는지 궁금해 할 수 있습니다.당신은 모터의 로터에서 전류와 그에 해당하는 자기장을 "감각"하기 위해 교류 전류가 필요합니까그러면 AC는 자연스럽게 인덕션을 유발할 것입니다. 왜냐하면 그것은 끊임없이 방향을 바꾸고 있기 때문입니다. 반면에 DC는 회로가 활성화되면 정상적으로 작동하지 않습니다.

그러나 DC가 켜지고 꺼지면 DC는 전류를 유발할 수 있습니다. 오래된 자동차의 점화 시스템 (고체 상태 점화 이전) 은 배급기에 몇 개의 포인트를 가지고있었습니다.이 점의 목적은 배터리에서 코일 (트랜스포머) 에 "펄스"입니다이것은 코일에 전기 전하를 유발하고, 그 전압은 점프가 켜질 수 있는 수준으로 증가합니다.위의 그림에서 보이는 넓은 DC 펄스는 실제로 수백 개의 개별 펄스로 구성되어 있습니다., 그리고 인버터 출력의 이 켜고 끄는 움직임은 DC 인덕션을 통해 발생하도록 허용합니다.

05 효과적 전압

전류를 복잡하게 만드는 한 가지 요인은 전압이 끊임없이 변화한다는 것입니다. 0에서 최대 양전압으로,그리고 다시 0으로 돌아갑니다. 회로에 적용되는 실제 전압을 어떻게 결정합니까? 아래 그림은 60Hz, 120V 시노파입니다. 그러나 최고 전압이 170V임을 유의하십시오. 실제 전압이 170V인 경우,어떻게 120V 파동이라고 부를 수 있을까요??

한 순환에서 0V에서 시작하여 170V로 올라가고 다시 0으로 떨어집니다. -170으로 계속 내려가고 다시 0으로 올라갑니다.120V의 상단계와 원래 녹색 직사각형의 면적은 곡선의 양과 음 부분의 면적의 합과 같습니다.그래서 120V는 평균입니다.

음, 만약 당신이 주기에 걸쳐 각 지점의 모든 전압 값을 평균한다면, 결과는 약 108V일 것입니다. 그래서 답이 될 수 없습니다. 그렇다면 왜 이 값이 VOM에 의해 측정되는 120V일까요?이것은 우리가 "효율적 전압"이라고 부르는 것과 관련이 있습니다.. "

만약 여러분이 저항을 통해 흐르는 DC 전류에 의해 생성되는 열을 측정한다면, 그것은 동등한 AC 전류에 의해 생성되는 열보다 크다는 것을 알게 될 것입니다.이것은 AC가 주기에 걸쳐 일정한 값을 유지하지 않는다는 사실 때문입니다.실험실에서 통제된 조건에서 수행하면 특정 DC 전류가 열의 100도 증가를 생성한다는 것이 밝혀지고, 그 AC 동등한 70도 증가를 생성합니다.7도 증가 또는 70도DC 값의 0.7%입니다. 그래서 AC의 유효 값은 DC의 70.7%입니다.또한 AC 전압의 효과적 값은 곡선의 첫 반의 전압의 제곱 합의 제곱근과 같습니다..

피크 전압이 1이고 0도에서 180도까지의 개별 전압을 측정해야 한다면, 유효 전압은 0-707.0의 피크 전압이 됩니다.707 곱하기 피크 전압 170은 120V입니다.이 효과적 전압은 근 평균 제곱 또는 RMS 전압으로도 알려져 있습니다. 따라서 최고 전압은 항상 효과적 전압의 1.414입니다.230V AC 전류는 325V의 최고 전압을 가지고 있으며 460은 650V의 최고 전압을 가지고 있습니다..

주파수 변화 외에도, 전압이 AC 모터의 작동 속도와 독립적이더라도 인버터도 전압을 변화시켜야 합니다.

이 도표는 460V AC 시노파를 나타냅니다. 빨간색은 60hz 곡선, 파란색은 50hz입니다. 둘 다 650V의 최고 전압을 가지고 있지만 50hz는 훨씬 넓습니다.50Hz 곡선 (0-10ms) 의 첫 번째 절반의 영역이 60hz 곡선 (0-8ms) 의 첫 번째 절반보다 크다는 것을 쉽게 볼 수 있습니다.또한 곡선 아래의 넓이는 효과적 전압에 비례하기 때문에 효과적 전압은 더 높습니다. 주파수가 감소함에 따라,효과적 전압의 증가는 더 극적으로됩니다..

460V 모터가 이러한 높은 전압에서 작동하도록 허용하면, 그들의 수명은 크게 줄일 수 있습니다.인버터는 일정한 효과적 전압을 유지하기 위해 주파수와 관련하여 "피크"전압을 지속적으로 변경해야합니다.작동 주파수가 낮을수록 최고 전압이 낮습니다. 그리고 그 반대의 경우입니다.

이제 당신은 인버터 작동 방식과 모터 속도를 제어하는 방법에 대해 잘 이해해야합니다.대부분의 드라이브는 사용자가 멀티 포지션 스위치 또는 키보드를 사용하여 수동으로 모터 속도를 설정 할 수 있습니다., 또는 센서 (압, 흐름, 온도, 레벨 등) 를 사용하여 프로세스를 자동화합니다.