모터 구동
Motor drive
모터 구동은 모터를 포함하는 시스템을 의미합니다.조정 가능한 속도 모터 구동은 여러 작동 속도를 가진 모터를 포함하는 시스템을 의미합니다.가변 속도 모터 구동은 모터를 포함하고 속도가 지속적으로 가변적인 시스템입니다.모터가 전기 에너지를 사용하지 않고 생성하는 경우, 이를 제너레이터 구동이라고 할 수 있지만 여전히 모터 구동이라고 합니다.
때때로 이것은 모터의 속도를 제어하는 시스템의 전자 부분을 설명하는 가변 주파수 드라이브(VFD) 또는 가변 속도 드라이브(VSD)와 혼동됩니다.보다 일반적으로 드라이브라는 용어는 기계의 속도를 제어하는 데 사용되는 장비를 나타냅니다.조립 라인과 같은 많은 산업 공정은 제품마다 다른 속도로 작동해야 합니다.프로세스 조건에 따라 펌프 또는 팬의 흐름 조정이 필요한 경우, 구동 속도를 변경하면 다른 흐름 제어 기법에 비해 에너지를 절약할 수 있습니다.
몇 가지 다른 사전 설정 범위에서 속도를 선택할 수 있는 경우, 일반적으로 드라이브는 조정 가능한 속도라고 합니다.출력 속도를 일정 범위에 걸쳐 단계 없이 변경할 수 있는 경우 드라이브를 보통 가변 속도라고 합니다.
조정 가능한 가변 속도 드라이브는 순전히 기계식(용어 가변 장치), 전기 기계식, 유압식 또는 전자식일 수 있습니다.
모터 구동은 모터를 제어하는 데 사용되는 드라이브를 의미하므로 VFD 또는 VSD와 상호 교환됩니다.
전기 모터
AC전기 모터fixed-speed 작업 고정자 폴 쌍의 모터에 키우면서 수와 교대의 전류 공급의 주파수에 의해 결정되여 운영될 수 있다.교류 모터"폴을 바꾸"운용을 위해, 고정자도록 두, 때로는 세, 속돈 기둥의 수를 다양화 하기 위해 권선 사업들을 만들어질 수 있다.예를 들어 기둥으로 8물리적 쌍과 기계 중 4또는 8전주 쌍과 함께 60Hz, 이러한 것이 1800RPM900RPM에서 2속도- 주는 달리기할 수 있도록 연결될 수 있다.만약 속도 변화들, 운동 초기에는 하나의 속도는 다른 속도만큼 과정 조건, 또는, 자기 접촉기로 과정이 흔들리다. 필요한 두 속도 사이를 전환하는 사용될 바뀔 수 없는에 re-wired을 연결할 수 있다.3단계가 넘는 접속은 비경제적이다.
이러한 고정 속도-운전 속도의 수는 극 쌍의 수가 증가함에 따라 비용에 의해 제한된다.다양한 속도 또는 연속 가변 속도가 필요한 경우 다른 방법이 필요합니다.
직류 모터는 션트 필드 전류를 조정하여 속도를 변경할 수 있습니다.직류 모터의 속도를 변경하는 또 다른 방법은 전기자에 인가되는 전압을 변경하는 것입니다.
조정 가능한 속도 모터 드라이브는 모터의 작동 속도를 조정하는 데 사용되는 전기 모터와 컨트롤러로 구성될 수 있습니다.정속 모터와 연속적으로 조정 가능한 기계 속도 변경 장치의 조합을 조정 가능한 속도 모터 구동이라고도 합니다.파워 일렉트로닉스 기반의 가변 주파수 드라이브는 오래된 기술을 빠르게 용장화하고 있습니다.
속도 조절 가능 드라이브를 사용하는 이유
프로세스 제어와 에너지 절약은 속도 조절 드라이브를 사용하는 두 가지 주요 이유입니다.과거에는 조정 가능한 속도 드라이브가 프로세스 제어를 위해 개발되었지만, 에너지 절약도 마찬가지로 중요한 목표로 부상했습니다.
가속 제어
속도 조절이 가능한 드라이브는 종종 다른 고정 속도 작동 모드에 비해 원활한 작동을 제공합니다.예를 들어, 하수 리프트 스테이션의 경우 하수는 보통 중력의 힘으로 하수관을 통해 습식 우물 위치로 흐릅니다.거기서부터 그것은 치료 과정까지 퍼진다.고정 속도 펌프를 사용할 경우, 펌프는 습식 웰의 액체 수위가 어느 높은 지점에 도달하면 시작하고 낮은 지점으로 감소하면 멈추도록 설정됩니다.펌프를 켜고 끄면 모터와 전력 제어 장비에서 전자파 및 열 스트레스를 초래하는 모터를 시동하기 위해 빈번하게 높은 전류 서지가 발생합니다. 펌프와 파이프는 기계적 및 유압적 스트레스에 노출되며 하수 처리 프로세스는 흐름에서 서지를 수용하도록 강제됩니다.오수를 배출합니다.속도 조절이 가능한 드라이브를 사용하는 경우 펌프는 습식 웰 레벨이 증가함에 따라 증가하는 속도로 연속적으로 작동합니다.이는 평균 유입량에 대한 유출량과 일치하며 공정의 원활한 운영을 제공합니다.
효율적인 속도 조절 드라이브를 사용하여 에너지 절약
팬과 펌프는 산업용 전기 모터에 사용되는 에너지의 대부분을 소비합니다.팬과 펌프가 다양한 프로세스 부하를 제공하는 경우 공급되는 유체의 양을 변경하는 간단한 방법은 팬 또는 펌프 출구에 댐퍼 또는 밸브를 설치하는 것입니다. 댐퍼 또는 밸브는 압력 강하가 증가하여 프로세스 흐름을 줄입니다.그러나 이 추가 압력 강하는 에너지 손실을 나타냅니다.이러한 손실된 에너지를 회수하는 장치를 설치하는 것이 경제적으로 실용적일 수 있습니다.펌프 또는 팬의 가변 속도 드라이브를 사용하면 수요에 맞게 공급을 조정할 수 있으며 추가적인 손실이 발생하지 않습니다.
예를 들어 팬이 고정속도 모터에 의해 직접 구동되는 경우 통기는 시스템의 최대 수요에 맞게 설계되어 있기 때문에 통상 필요한 것보다 높아집니다.공기 흐름은 댐퍼를 사용하여 조절할 수 있지만 팬 모터 속도를 직접 조절하는 것이 더 효율적입니다.선호도 법칙에 따라 공기 흐름의 50%에 대해 가변 속도 모터는 입력 전력(Amp)의 약 20%를 소비합니다.정속 모터는 흐름의 절반에서도 입력 전력의 약 85%를 소비합니다.
드라이브의 종류
일부 원동기(내연기관, 왕복 또는 터빈 증기 엔진, 워터 휠 등)는 (연료율 또는 유사한 수단을 조정하여) 연속적으로 변화할 수 있는 작동 속도 범위를 가지고 있습니다.단, 속도 범위의 극단에서는 효율이 낮을 수 있으며, 원동기 속도를 매우 낮거나 매우 빠른 속도로 유지할 수 없는 시스템상의 이유가 있을 수 있습니다.
전기 모터가 발명되기 전에, 기계적인 속도 변경기는 물레방아와 증기 엔진에 의해 공급되는 기계적 동력을 제어하기 위해 사용되었다.전기 모터가 사용되었을 때, 거의 즉시 속도를 조절할 수 있는 수단이 개발되었습니다.오늘날 산업용 드라이브 시장에서는 다양한 유형의 기계 드라이브, 유압 드라이브 및 전기 드라이브가 서로 경쟁하고 있습니다.
기계식 드라이브
기계식 드라이브에는 가변 피치 드라이브와 트랙션 드라이브의 두 가지 유형이 있습니다.
가변 피치 구동은 풀리와 벨트 구동으로, 한쪽 또는 양쪽 풀리의 피치 직경을 조정할 수 있습니다.
트랙션 드라이브는 금속 롤러에 연결된 금속 롤러를 통해 전력을 전달합니다.입력/출력 속도 비율은 접촉 경로의 직경을 변경하기 위해 롤러를 움직여 조정합니다.다양한 롤러 모양과 기계 디자인이 사용되었습니다.
유압식 조정 속도 드라이브
유압 드라이브에는 세 가지 유형이 있습니다. 유압 드라이브, 유압 다이내믹 드라이브 및 유압 점도 드라이브입니다.
유압식 구동 장치는 유압 펌프와 유압 모터로 구성됩니다.양의 변위 펌프와 모터가 사용되기 때문에 펌프 또는 모터의 1회 회전은 속도 또는 토크에 관계없이 변위에 의해 결정되는 유체 흐름의 세트 부피에 해당합니다.밸브로 유체 흐름을 조절하거나 펌프 또는 모터의 변위를 변경하여 속도를 조절합니다.다양한 디자인 변형이 사용되었습니다.사판구동은 사판각을 변화시켜 변위를 조정하고 속도를 조정할 수 있는 축방향 피스톤 펌프 및/또는 모터를 사용한다.
유체역학 드라이브 또는 유체 커플링은 오일을 사용하여 정속 입력축의 임펠러와 조정 가능한 출력축의 로터 사이에 토크를 전달합니다.자동차의 자동 변속기에 사용되는 토크 컨버터는 유압 구동 장치입니다.
하이드로비스코스 드라이브는 입력축에 연결된 하나 이상의 디스크로 구성되며, 출력축에 연결된 하나 이상의 디스크에 압착됩니다.토크는 디스크 사이의 오일막을 통해 입력축에서 출력축으로 전달됩니다.전달되는 토크는 디스크를 함께 누르는 유압 실린더에 의해 가해지는 압력에 비례합니다.이 효과는 Hele-Shaw 클러치와 같은 클러치 또는 Beier 가변비 기어와 같은 가변 속도 구동으로 사용될 수 있습니다.
니 내 변수 전송(CVT)
기계식 및 유압식 조절식 속도 드라이브는 차량, 농업용 장비 및 기타 유형의 장비에 사용되는 경우 일반적으로 변속기 또는 연속 가변 변속기라고 불립니다.
가감 속도 드라이브 전기
제어 유형
제어는 전위차계 또는 선형 홀 효과 장치(먼지와 그리스에 더 강한 내구성)를 통해 수동으로 조정할 수 있으며, 예를 들어 그레이 코드 광학 인코더와 같은 회전 검출기를 사용하여 자동으로 제어할 수도 있습니다.
드라이브의 유형
전기 드라이브에는 DC 모터 드라이브, 와전류 드라이브 및 AC 모터 드라이브의 세 가지 범주가 있습니다.이러한 일반 유형은 여러 가지 변형으로 나눌 수 있습니다.전기 구동 장치에는 일반적으로 전기 모터와 스피드 컨트롤 유닛 또는 시스템이 모두 포함됩니다.드라이브라는 용어는 종종 모터가 없는 컨트롤러에 적용됩니다.전기 구동 기술의 초기에는 전기 기계식 제어 시스템이 사용되었습니다.나중에 전자 제어기는 다양한 종류의 진공관을 사용하여 설계되었다.적합한 솔리드 스테이트 전자 부품을 사용할 수 있게 되면서, 새로운 컨트롤러 설계에는 최신 전자 기술이 통합되었습니다.
DC드라이브
DC 드라이브는 DC 모터 속도 제어 시스템입니다.DC 모터의 속도는 전기자 전압에 정비례하고 모터 플럭스(계자 전류의 함수)에 반비례하므로 전기자 전압 또는 계자 전류를 사용하여 속도를 제어할 수 있습니다.전기 모터 기사에는 몇 가지 유형의 DC 모터가 설명되어 있습니다.전기 모터 기사에는 다양한 유형의 DC 모터에 사용되는 전자 속도 컨트롤도 설명되어 있습니다.
맴돌이 전류 드라이브
와전류 구동 장치(일반적으로 유도 모터)와 와전류 클러치로 구성되어 있습니다.클러치에는 작은 공극으로 분리된 고정 속도 로터와 조정 가능한 속도 로터가 포함되어 있습니다.계자 코일의 직류는 입력 로터에서 출력 로터로 전달되는 토크를 결정하는 자기장을 생성합니다.이 컨트롤러는 클러치 전류를 변화시켜 폐쇄 루프 속도를 조절하여 클러치가 원하는 속도로 작동하기에 충분한 토크만 전달할 수 있도록 합니다.속도 피드백은 일반적으로 내장형 AC 회전 속도계를 통해 제공됩니다.
와전류 드라이브는 슬립 제어 시스템이며 슬립 에너지는 모두 열로 소멸됩니다.따라서 이러한 드라이브는 일반적으로 AC/DC-AC 변환 기반 드라이브보다 효율성이 떨어집니다.모터는 부하에 필요한 토크를 생성하고 최대 속도로 작동합니다.출력축은 부하에 동일한 토크를 전달하지만 더 느린 속도로 회전합니다.출력은 토크에 속도를 곱한 값에 비례하므로 입력 전력은 모터 속도 곱하기 작동 토크에 비례하는 반면 출력 전력은 출력 속도 곱하기 작동 토크입니다.모터 속도와 출력 속도의 차이를 슬립 속도라고 합니다.슬립 속도 곱하기 작동 토크에 비례하는 동력은 클러치에서 열로 소멸됩니다.대부분의 가변 속도 애플리케이션에서 가변 주파수 구동에 의해 추월당했지만, 와전류 클러치는 여전히 스탬프 프레스, 컨베이어, 호이스트 기계 및 일부 대형 공작 기계와 같이 모터와 자주 정지 및 시동되는 높은 관성 부하를 결합하는 데 사용되며, 이를 통해 보다 적은 mai로 점진적으로 시동할 수 있습니다.기계식 클러치나 유압 변속기보다 더 나은 유지보수가 가능합니다.
교류 드라이브
슬립 제어형 권회 로터 유도 모터(WRIM) 구동장치는 스테이터 버스에 공급되는 슬립 전력을 전자적으로 회수하거나 로터 회로 내의 외부 저항의 저항을 변화시킴으로써 회전자 슬립 링을 통해 모터 슬립을 변화시킴으로써 속도를 제어한다.와전류 드라이브와 함께 저항 기반 WRIM 드라이브는 AC/DC-AC 기반 WRIM 드라이브보다 효율성이 떨어지고 특수한 경우에만 사용되기 때문에 인기를 잃었습니다.
슬립 에너지 회수 시스템은 에너지를 WRIM의 스테이터 버스로 돌려보내 슬립 에너지를 변환하고 스테이터 공급 장치에 다시 공급합니다.이렇게 회수된 에너지는 저항 기반 WRIM 드라이브에서 열로 낭비됩니다.슬립 에너지 회수 가변 속도 드라이브는 대형 펌프 및 팬, 풍력 터빈, 선상 추진 시스템, 대형 하이드로 펌프/발전기 및 유틸리티 에너지 저장 플라이휠과 같은 응용 분야에 사용됩니다.AC/DC-AC 변환을 위해 전기 기계 구성 요소(즉 정류기, DC 모터 및 AC 발전기로 구성됨)를 사용하는 초기 슬립 에너지 회수 시스템을 크레이머 드라이브라고 하며, 가변 주파수 드라이브(VFD)를 사용하는 최신 시스템을 스태틱 크레이머 드라이브라고 합니다.
일반적으로 가장 기본적인 구성의 VFD는 모터에 공급되는 전력의 주파수를 조정하여 유도 또는 동기 모터의 속도를 제어합니다.
V/Hz(Volt-per-Hertz) 제어를 사용하여 표준 저성능 가변 토크 애플리케이션에서 VFD 주파수를 변경할 때 AC 모터의 전압 대 주파수 비율을 일정하게 유지하고 최소 및 최대 작동 주파수에서 기본 주파수까지 전력을 변경할 수 있습니다.기본 주파수 이상의 정전압 작동으로 인해 V/Hz 비율이 감소하면 토크를 줄이고 일정한 출력 능력을 제공합니다.
회생 AC 드라이브는 모터 속도(오버홀 부하)보다 빠르게 움직이는 부하의 제동 에너지를 회수하여 전원 시스템으로 되돌릴 수 있는 용량을 갖춘 AC 드라이브입니다.
VFD 문서에는 다양한 유형의 AC 모터에 사용되는 전자 속도 컨트롤에 대한 추가 정보가 나와 있습니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
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