가변 주파수 드라이브(VFD, Variable Frequency Drive)는 무엇인가 ?

VFD는 AC 모터를 가변 속도로 작동하거나 속도를 높여 부드러운 시동을 제공하는 데 사용됩니다.

VFD는 모터의 주파수를 조정하여 rpm을 조정하는 방식으로 작동합니다.

이를 위해 VFD는 실제로 전압을 두 번 변환합니다.

1) 먼저 3상 AC를 DC로 변환합니다. 이는 다이오드를 사용하여 수행됩니다.

2) 그런 다음 커패시터를 사용하여 DC를 청소합니다.

3) 다음으로 DC를 AC로 변환합니다. 이는 스위치 역할을 하는 트랜지스터를 사용하여 수행됩니다.

이러한 "스위치"를 활용하면 VFD가 모터에 공급하는 주파수를 VFD에서 조정할 수 있습니다. 이는 차례로 모터의 속도를 제어합니다.

 

VFD의 내부 작동을 간단한 배관 시스템과 비교해 보겠습니다.

먼저 AC를 DC로 변환하는 다이오드를 살펴 보겠습니다. 이는 물 시스템의 체크 밸브처럼 작동합니다.

전기가 흐르는 다이오드와 같은 체크 밸브는 물이 한 방향으로만 흐르도록 합니다.

커패시터는 모든 것을 깨끗하고 사용 가능하게 유지하는 정수 필터 역할을 합니다.

트랜지스터는 밸브처럼 작동합니다. 필요할 때 흐름을 켜고 끕니다. 이를 통해 VFD는 모터의 주파수를 조정할 수 있습니다.

 

이제 VFD의 작동 방식을 이해했으므로 VFD가 어떤 용도로 사용되는지 살펴보겠습니다.

업계에서 매우 일반적인 용도 중 하나는 수처리 시설의 물 펌프 속도를 제어하는 것입니다.

수처리 공장에는 일반적으로 공장으로 들어오는 물의 흐름이 일정합니다. 그러나 공장에서 나가는 물 수요가 공장으로 들어오는 공급량보다 낮을 경우 운영자는 공급 속도를 줄여야 합니다. 이는 AC 모터의 VFD를 사용하여 달성됩니다.

작업자는 물 흐름을 모니터링하고 이에 따라 VFD를 수동으로 조정할 수 있습니다.

VFD의 또 다른 장점은 PLC로 제어할 수 있다는 점입니다. RS232 및 RS485와 같은 이전 비디오에서 다룬 기본 통신 프로토콜을 사용하여 PLC는 VFD를 사용하여 모터 속도를 모니터링하고 제어할 수 있습니다.

이는 수처리와 같은 프로세스를 훨씬 더 쉽고 효율적으로 만드는 데 도움이 됩니다. 이 설정은 자동화의 이점을 누릴 수 있는 모든 상황에서 사용할 수 있습니다.

 

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우리가 지금 알고 있는 것을 다시 살펴보겠습니다. VFD는 가변 주파수 드라이브를 나타냅니다. AC 모터의 속도를 제어하는 데 사용됩니다.

또한 원활한 시동을 위해 모터의 속도를 높이거나 시동 시 무거운 부하로 인해 모터에 무리가 가는 것을 방지하는 데에도 사용됩니다.

이는 모터에 전달되는 주파수를 조정하여 수행됩니다. AC-DC 변환기 설정, 그 다음 DC-AC 변환기 설정.

가변 주파수 드라이브는 산업 전반에 걸쳐 사용됩니다. 일반적인 예는 정수장으로 유입되는 물의 흐름을 조절하는 것입니다. VFD를 사용하면 작업자는 PLC를 사용하여 수동으로 또는 자동으로 펌프의 흐름을 제어할 수 있습니다.