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인버터(VSD) 의 원리
(주)예원타스  Date : 2022-09-01 12:41:21     Hit : 7328

콤프레샤의 언로딩 운전이 많아지면 에너지 손실이 증가하게 됩니다. 이러한 에너지 손실을 줄이기 위해 콤프레샤에 인버터를 적용하여 불필요한 언로딩을 제거하는데 이것이 VSD(Variable Speed Drive) 의 가장 큰 장점 입니다. 이번 포스팅 에서는 VSD의 원리와 일반콤프레샤와의 비교를 통해 인버터콤프레샤에 대해 자세히 알아보려 합니다.

일반적인 콤프레샤는 유량과 사용 압력에 맞게 디자인된 모터가 적용됩니다. 모터는 고정된 RPM(분당 회전수) 대로 회전을 하며, 필요 유량에 맞게 로딩, 언로딩, 멈춤을 반복합니다.

▶ 로딩 (Loading, 부하운전)

- 모터가 회전을 하면서 압축공기를 생산한다.

▶ 언로딩 (Unloading, 무부하운전)

- 모터가 회전을 하지만, 압축공기를 생산하지 않는다.

▶ 멈춤(Stop)

- 일정시간 압축공기가 필요하지 않으며, 모터는 정지한다.

- 모터의 Start/Stop 횟수는 한정되어 있으며 콤프레샤는 모터 보호를 위해 언로딩 운전이 필요합니다.

언로딩 시 압축 공기를 생산하지 않지만, 대략 35~40%의 전력은 지속적으로 소비됩니다. 이런 에너지 손실을 줄이기 위해 콤프레샤에 인버터를 적용하여 불필요한 언로딩을 제거합니다.

● 콤프레샤 기동방식

1. DOL (Direct On Line) 기동

- 높은기동전류

- 작은 용량 모터에 주로 사용

- 빠른 응답 구동

2. Y-D(Star-Dleta) 기동

- 낮은 기동전류

3. Soft Starter 기동

- 기동전류를 감소시킴

- 무접점 반도체 소자를 이용한 위상제어

4. VSD(Variable Speed Drive)기동

- 모터의 RPM(분당회전수) 제어

● MOTOR RPM(분당 회전수)

극수는 모터가 제작 될 때 정해지기 때문에 모터의 회전수를 변화 시킬 수 있는 변수는 주파수입니다. VSD의 핵심은 주파수를 제어하여 모터의 회전수를 변경하는 것입니다.

● VSD시스템

VSD 시스템

공기압축기 토출부에 설치된 압력 센서가 압력을 측정하여 컨트롤러로 정보를 제공하고, 이정보를 받아 컨트롤러가 Frequency Convertor에게 신호를 보냅니다. 이신호를 받아 Frequency Convertor가 주파수를 변경하여 모터의 회전수를 제어하는 시스템으로 이 과정이 실시간으로 반복됩니다. 이런 과정을 통해 실시간으로 필요한 유량에 맞게 모터가 회전하여 압축공기를 만들어 내는 것 입니다.

● 일반콤프레샤 vs VSD 콤프레샤

필요 유량을 공급하기 위해 일반콤프레샤 (Load/Unload, 빨간색) 는 로딩과 언로딩을 반복하며, 로딩 시 전력은 100을 소비하지만 언로딩 시 37 정도 소비되는 것을 볼 수 있습니다. 하지만 VSD콤프레샤(Optimised VSD, 녹색) 는 모터의 회전수를 변경하여 필요 유량에 맞게 압축공기를 생산합니다. 즉, VSD는 압축공기 생산에 불필요한 언로딩을 제거함으로써 에너지 손실을 줄일 수 있는 것입니다. 언로딩 운전이 많을수록 VSD 콤프레샤로 교체시 에너지 절감효과가 커지게 됩니다.

일반콤프레샤 vs VSD 콤프레샤

● 에너지가 얼마나 절감 될까요?

콤프레샤를 사용하는 공장마다 사용하는 패턴이 다르지만 대략 3가지 경우로 나누어집니다.

위와 같은 여러가지 패턴의 공장에 VSD적용한 결과 평균 35%의 에너지 절감효과를 얻을 수 있었습니다.

VSD 콤프레샤는 언로딩 운전이 많은 현장 즉, 사용유량의 변화가 심한 현장일수록 에너지 절감효과가 뛰어나며 일반 콤프레샤 대비 약 35% 에너지 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 예원타스에서는 7일간의 유량 측정을 통해 고객사에 최적의 솔루션을 무료로 제공하고 있습니다. 콤프레샤 에너지절감 예원타스와 상의해 주세요. 감사합니다