DC 모터 속도 제어 방법 - DC moteo sogdo jeeo bangbeob

왜 모터 속도 제어인가?

종종 바람직하다. 모터 속도 제어하기일반적으로 그러한 공정 제어를 위해유량 또는 압력으로 변수. 팬 및 펌프와 같은 어플리케이션은 종종 다양한 출력 요구 사항을 가지며 모터 속도 제어는 밸브 또는 댐퍼 스로틀 링과 같은 장치를 사용하여 프로세스 출력을 기계적으로 제한하는 것보다 더 효율적입니다.

모터 속도 제어 방법 비교 (사진 크레디트 : emersonindustrial.com)

그 이유는 다음과 같은 이유 때문입니다. 원심 분리 공정 (예 : 팬 및 원심 펌프) 다음과 같은 관계가 있습니다.

토크 = RPM2

전력 = RPM3

따라서 이러한 유형의 프로세스의 경우 회전 속도는 속도의 제곱에 비례합니다.

그러나 그들을 돌리는 데 필요한 힘은 속도의 세제에 비례한다., 이것이 모터 속도 제어를 만드는 것입니다경제적으로 매력적이다. 이 주장을 더 강조하기 위해 스로틀 밸브 또는 댐퍼와 같은 기계적 수단을 사용하여 전속력으로 작동하는 모터에서 구동되는 프로세스를 제어 할 때 낭비되는 에너지를 고려하십시오.

모터 속도 제어를 사용하여 에너지를 절약 할 수 있음은 분명합니다. 프로세스를 기계적으로 제어하는 ​​데 사용되는 낭비되는 에너지를 줄임으로써.

가변 속도 드라이브 (ASD)

지금까지 가장 일반적으로 사용되는 AC 모터 제어방법은 사용 가능한 조정 가능한 속도 드라이브입니다. 대부분의 상업 및 산업 환경에서 이들은 거의 모든 모터 속도 제어 방법을 대체했습니다.

조절 가능한 속도의 드라이브 작동 주파수를 변화시키는 원리에 따라 모터의 속도를 변화시킨다.. 위의 방정식에서모터의 동기 속도는 시스템 주파수와 모터의 극수의 함수입니다. 주파수를 변화시킴으로써, 모터 속도가 감소 된 속도로 열을 분산시킬 수있는 한 모터 속도가 변할 수있다.

소프트 스타트 (soft-starting)와는 달리, 특수 목적의 인버터 정격 모터 설계가 선호된다. 열 문제 및 과속 작동 안전 문제가 발생할 수 있습니다.

더욱이, 펄스 폭 변조 (PWM) 드라이브 출력으로 인해 반복적 인 전압 오버 슈트가 발생할 수 있습니다.이는 범용 모터의 예상 수명을 단축시킬 수있는 링잉 (ringing)이라고도 불린다. 가변 속도 드라이브 어플리케이션에 범용 모터를 적용하기 전에 모터 제조업체에 문의해야합니다.

표 1- 모터 시작 방법 요약

조정 가능한 속도를위한 다양한 디자인드라이브가 있지만, 저전압 드라이브의 경우 가장 많이 보급되는 것은 전압 소스 펄스 폭 변조 디자인입니다. 이름에서 알 수 있듯이 출력은 출력 고조파 및 잡음 컨텐트를 줄이기 위해 펄스 폭 변조됩니다.

드라이브에 대한 AC 입력은 일반적으로 다이오드 정류기. 알 전압 소스 PWM 구동을위한 단순화 된 회로 토폴로지는 아래의 그림 1에 나와있다.

그림 1 - 전압 소스 PWM 가변 속도 드라이브 : 저전압 구현을위한 단순화 된 회로 토폴로지

그림 1의 회로의 출력단은 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT)로, 우수한 스위칭 속도 기능으로 인해 SCR 대신 저전압 PWM 조절 가능 속도 드라이브에서 일반적으로 사용됩니다.

가변 속도 드라이브는 모터에 우수한 속도 제어 기능을 제공합니다. 10,000 마력까지, 시스템 전압에 따라 다릅니다. 모터 보호 기능을 일반적으로 통합하여 원하는 경우 별도의 모터 보호 계전기를 생략 할 수 있습니다.

관련된 높은 스위칭 주파수로 인해케이블 커패시턴스와의 상호 작용, 드라이브 출력과 모터 사이의 케이블 길이가 제한되며, 소프트 스타터에 대해 위에서 언급했듯이 역률 보정 커패시터 및 서지 커패시터는 출력에서 ​​사용되어서는 안됩니다 조정 가능한 속도 드라이브.

또한 높은 스위칭 주파수로 인해, 접지 도체상의 공통 모드 노이즈 이러한 드라이브가 사용될 때 문제가 될 수 있습니다.

AC 가변 속도 드라이브 및 IE2 모터 키트 - 1.5kW (2.0HP) 230V 단상 (사진 크레디트 : inverterdrive.com)

수신 회선에서 조정 가능한 속도 드라이브전체 시스템 설계에서 고려해야하는 고조파를 생성합니다. 이 항목은이 가이드의 뒷부분에서 설명합니다. 소프트 스타터와 같은 조정 가능한 속도 드라이브는 마이크로 프로세서 기반 장치입니다. 따라서 시설의 자동화 인프라와 연결할 수 있습니다.

몇 가지 고립 된 경우를 제외하고는 대부분의 산업 및 상업 시설에서 조정 가능한 속도 드라이브가 AC 모터의 속도 제어입니다.

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AC 모터 속도 제어를위한 다양한 다른 방법이 존재합니다. 이들 중 몇 가지는 다음과 같습니다.

• 로터 저항 속도 제어 - 회 전자 - 저항 시작과 유사하게, 이것은방법은 속도를 변화시키기 위해 권선 유도 전동기의 회 전자에서 유효 저항을 변화시키는 것으로 구성된다. 이 방법의 변형은 제 2 기계 또는 보조 고체 상태 정류기 및 컨버터를 사용하는 회 전자 전력 회수 시스템을 포함한다.
  
• 다단 속도 모터 -이 유형의 모터는 일반적으로 최대 4 개의 고정 속도를 갖는 다람쥐 모터입니다.
  
• 가포 화 리액터를 사용한 1 차 전압 조정 -이 방법은 NEMA Design D 모터에만 적용 할 수 있으며 매우 좁은 범위의 속도 제어를 제공합니다.

이 방법의 제한 때문에모터의 넓은 범위에 맞지 않는다는 사실 때문에, 일반적으로 조정 가능한 속도 드라이브는 대부분의 상업 및 산업 시설에서 가장 적합한 솔루션입니다.

참조 // AC 모터, 모터 제어 및 모터 보호 - Bill Brown, P.E., Square D 엔지니어링 서비스