VFD 회로도:VFD 회로도, 유형 및 구성 방법

모든 전자 애호가는 VFD라는 용어를 접했습니다. VFD는 가변 속도 드라이브 및 인버터라고도 하는 가변 주파수 드라이브의 약어입니다. 주요 용도는 AC 모터의 속도를 관리하는 것입니다. 간단히 말해서 특정 요구 사항에 따라 전기 모터에 공급되는 주파수와 전압을 조절하는 모터 컨트롤러입니다. 일반적으로 VFD 회로도의 세 가지 주요 구성 요소는 정류기, DC 링크 및 인버터입니다.

여기에서는 VFD 브리지 회로의 개념, 다양한 섹션, VFD 유형, 장단점을 살펴봅니다.

소형 가변 주파수 드라이브

1. VFD 회로란 무엇이며 어떻게 작동합니까?

위에서 언급했듯이 가변 주파수 드라이브는 AC 모터 사양이 가변 속도에서 작동하도록 합니다. AC 모터는 작동에 사용되는 전압 주파수를 변경하여 속도를 변경한다는 점에 유의해야 합니다. AC 모터에 50Hz의 전압을 인가하면 모터가 정격 속도로 작동함을 의미합니다. 그러나 사용하는 입력 전압이 50Hz를 초과하면 엔진이 정격 속도보다 빠르게 작동합니다. 그러나 공급한 전압 주파수가 50Hz보다 낮으면 모터가 느리게 작동합니다.

VFD 작동 원리에 따라 전자 컨트롤러는 유도 전동기에 전송되는 전압 주파수를 변경합니다. 고급 마이크로프로세서의 발명으로 VFD는 모터의 속도를 제어하고 워크업 및 워크다운 조건 동안 과전류로부터 모터를 보호하는 변경 가능한 장치로 작동합니다.

가변 주파수 드라이브 회로는 작동 시 모터의 과전류를 방지하여 유틸리티 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다. 현재 VFD 회로도 제어 시스템에 사용되는 널리 사용되는 유형의 출력 트랜지스터입니다. AC 전원 주파수를 변환하는 이 전기 장치인 VFD 회로는 세 부분으로 구성됩니다. 전파 브리지 정류기, DC 링크 및 인버터가 이러한 부품입니다.

(가변 주파수 회로의 작동 원리)

3상 VFD의 기본 회로 블록도

세 개의 중요한 섹션이 VFD의 블록 다이어그램을 구성합니다. 이 섹션에는 다음이 포함됩니다.

• 전력 변환 영역.
• 마이크로프로세서의 제어 섹션은 VFD 작업의 제어를 담당합니다.
• 소비 전력 섹션은 AC 전압을 DC로 변경합니다. 또한 DC를 다시 3상 전압으로 변경합니다.

(3상 가변 주파수 드라이브)

VFD 회로는 세 부분으로 구성됩니다.

정류기

들어오는 3상 AC 전원을 조절하고 DC로 변환합니다. 단상 저전력 VFD에는 다이오드를 사용하는 단상 정류기 회로가 있습니다. 그러나 3상 VFD에는 SCR을 사용하는 3상 정류기 회로가 있습니다. SCR이 높은 양의 전압 및 고전력 애플리케이션에 적합하기 때문입니다.

DC 중간 회로/DC 필터

DC 회로는 부드럽고 향상된 DC 전압을 제공합니다. 또한 일부 커패시터와 인덕터로 구성된 DC-Link 또는 DC 버스로 레이블이 지정됩니다. VFD 안정 회로의 이 섹션에서는 DC 공급 장치의 출력 핀에서 나오는 리플 세그먼트가 제거됩니다.

인버터

인버터는 DC를 켜고 끄는 것을 보조하여 모터가 AC와 유사한 맥동 전압을 얻도록 합니다. 교류율은 엔진에 적용된 시뮬레이션된 AC의 주파수를 변경하도록 제어됩니다. VFD 회로의 주요 기능은 이 섹션에 의존하고 VFD는 완전 제어 인버터 회로를 사용하기 때문에 중요합니다. 요약하면 제어된 인버터 회로를 사용하면 출력 AC 공급의 파형을 통해 모터가 작동할 수 있습니다.

2. 다양한 유형의 VFD

VFD의 세 가지 주요 유형은 VSI입니다. , CSI, 및 PWM.

VSI

이 세 가지 유형 중 VSI(전압원 인버터)가 가장 일반적입니다. VSI의 작동은 에너지를 예약하기 위해 간단한 다이오드 브리지와 커패시터를 통해 AC 신호를 DC로 변환해야 합니다. 그런 다음 인버터는 예비 전력을 사용하여 원하는 출력을 제공하도록 제어를 전환합니다. 의심할 여지 없이 VSI의 사용에는 장점과 단점이 있습니다.

(삼상 전압원 인버터 회로(VSI)

장점

• VSI의 생산 및 설치는 비용 효율적입니다.
• 또한, 단일 VSI형 VFD와 연결할 수 있는 다중 모터 제어 설비를 활용합니다.
• 좋은 속도 범위를 가지고 있습니다.
• 디자인이 단순하고 복잡하지 않습니다.

단점

• 출력 주파수는 다양한 유형의 노이즈를 생성합니다.
• 코깅 효과의 결과로 시작 및 중지 상황에서 부하 모터가 저크를 마주합니다.
• 모터 속도가 제어되거나 감소하여 역률이 낮습니다.

전류 소스 인버터(CSI)

VSI와 달리 CSI(전류 소스 인버터)는 핀3에 걸쳐 부드러운 전압 출력을 제공합니다. CSI 유형 형성은 전압 대신 전류에 의존합니다. 앞서 CSI에서는 다이오드 브리지 정류기 대신 SCR 브리지를 사용할 수 있습니다. 커패시터의 대안으로 인덕터를 사용하여 원활한 전류 출력을 위해 출력 에너지를 분석합니다. 또한 CSI는 구형파 전류를 제공할 수 있습니다.

(전류원 인버터)

장점

• 우선 VSI가 충분하지 않은 경우 더 높은 마력의 유도 전동기를 지원합니다.
• VSI에 비해 신뢰도가 높습니다.
• 무엇보다 재생 능력이 뛰어납니다.

단점

• 대부분의 경우 역률이 좋지 않습니다.
• 또한 달릴 때 모터 축이 흔들릴 수 있는 코깅 현상이 발생합니다.
• 마지막으로, 다중 모터 작동에는 적합하지 않습니다.

펄스 폭 변조(PWM)

PWM 유형(펄스 폭 변조)도 개선된 버전입니다. PWM 전압 제어 회로를 통해 VFD는 주파수 비율을 유지하면서 안정적인 전압 출력을 제공할 수 있습니다. PWM 전압 컨트롤러 회로는 추가 조정기를 사용하여 부하의 안정적이고 적절한 기본 공급 전압 및 전류를 제공합니다.

장점

• 막힘이나 떨림 현상이 없고 넓은 속도와 컨트롤 노브 범위를 제공합니다.
• 또한 매우 높은 에너지 효율로 일정한 전력이 있습니다.
• 다양한 유형의 회로 보호로 구성됩니다.

단점

• 설계 및 구현과 관련하여 약간의 복잡성이 있습니다.
• 위상 드라이버 회로에 방해 잡음을 발생시킵니다.
• 마지막으로 추가 하드웨어가 필요하고 비용이 많이 드는 솔루션입니다.

3상 VFD 회로를 만드는 방법

(전기 모터)

일반적인 가변 주파수 시스템 다이어그램.

3상 VFD 회로를 만들려면 다음이 필요합니다.

• PWM 전압 컨트롤러 회로: PWM 생성기 단계는 동일한 IC의 핀 5에 적용된 전압에 응답하여 IC2의 핀 3에 걸쳐 변화하는 PWM 출력을 생성합니다.
• 3상 H 브리지 회로: 3상 신호 생성 단계는 잘 계산된 3상 신호를 IC의 HIN1/2/3 및 LIN1/2/3 입력에 적용합니다.
• 3상 신호 발생기 회로: 3상 신호의 입력 주파수는 시스템으로 전송되는 클록을 결정합니다. 일반적으로 의도한 3상 신호의 6배여야 합니다. 다시 말해서 원하는 3상 주파수가 100Hz인 경우 입력 클럭은 100 x 6 =600Hz여야 합니다.
• V/Hz 매개변수를 생성하기 위한 전압 대 주파수 변환기 회로.

https://youtu.be/TAFDX301Qrk (가변 주파수 드라이브 구축)

결론

전체적으로 AC 주파수 변환기 회로의 추가 제어와 가변 속도에서 AC 모터의 작동을 위해서는 가변 주파수 드라이브(VFD)가 필요합니다. VFD의 효율성은 유형, 범위 및 품질에만 의존합니다. 따라서 엔지니어는 최고의 결과를 위해 최선을 찾고 활용해야 합니다. VFD 회로 구성에 대해 더 궁금한 점이 있습니까? 아래에 댓글을 달거나 저희에게 연락하십시오.