가변 주파수 드라이브의 구성 요소

주회로
주회로는 비동기 모터에 가변-전압, 가변-주파수 전원을 공급하는 전력 변환 부분을 구성합니다. 가변 주파수 드라이브(VFD)의 주 회로는 일반적으로 두 가지 유형으로 분류될 수 있습니다. DC 링크 내 필터링을 위해 커패시터를 활용하여 전압 소스의 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 전압{3}} 소스 인버터; DC 링크 내 필터링을 위해 인덕터를 활용하여 전류 소스의 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 전류- 소스 인버터. 주 회로는 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 유틸리티-주파수 AC 전력을 DC 전력으로 변환하는 "정류기"; 컨버터 및 인버터부 내에서 발생하는 전압 맥동을 흡수하는 "평활 회로"; DC 전원을 다시 AC 전원으로 변환하는 "인버터"입니다.

정류기
가장 일반적으로 다이오드- 기반 변환기는 유틸리티-주파수 AC 입력을 DC 전원 공급 장치로 변환하는 정류기로 사용됩니다. 또는 두 세트의 트랜지스터- 기반 변환기를 구성하여 가역 변환기를 형성할 수 있습니다. 이러한 구성에서는 전력 흐름의 방향을 바꿀 수 있으므로 회생 작동(에너지를 소스로 반환)이 가능해집니다.

평활화 회로
정류기에 의해 정류된 DC 전압에는 AC 전원의 6배 주파수의 전압 맥동이 포함되어 있습니다. 또한, 인버터에서 발생하는 전류 맥동은 DC 전압의 변동도 유발합니다. 이러한 전압 변동을 억제하기 위해 인덕터와 커패시터를 사용하여 맥동 전압(및 전류)을 흡수합니다. 장치 용량이 상대적으로 작고-전원 및 주 회로 부품 모두에 충분한 설계 마진이 있는 경우-인덕터를 생략하여 단순화된 평활 회로를 사용할 수 있습니다.

인버터
정류기와 달리 인버터는 필요한 주파수에서 DC 전력을 AC 전력으로 변환합니다. 스위칭 시퀀스를 정밀하게 제어함으로써-6개의 스위칭 장치를 미리 정해진 간격으로 켜고 끄는 방식으로-3상- AC 출력이 생성됩니다. 스위칭 타이밍과 그에 따른 전압 파형은 일반적으로 전압-소스 PWM(펄스 폭 변조) 인버터를 예로 사용하여 설명됩니다.
제어 회로는 제어 신호를 생성하고 주 회로에 공급하여 주 회로가 비동기 모터에 제어 가능한 전원 공급 장치(조정 가능한 전압 및 주파수 특징)를 제공할 수 있도록 하는 하위 시스템입니다. 이는 여러 기능 블록으로 구성됩니다. 주파수 및 전압 매개변수를 결정하기 위한 "계산 회로"; 주회로의 전기적 상태를 모니터링하기 위한 "전압 및 전류 감지 회로"; 모터의 회전 속도를 모니터링하는 "속도 감지 회로"; 연산회로에 의해 생성된 제어신호를 증폭하는 "구동회로"; 인버터와 모터를 모두 보호하도록 설계된 "보호 회로".
(1) 계산 회로: 이 회로는 감지 회로에서 수신된 전류 및 전압 피드백 신호와 함께 원하는 속도 또는 토크 값과 같은 외부 명령 신호-를 처리하여 비교 계산을 수행합니다. 이러한 계산을 바탕으로 인버터에서 생성할 특정 출력 전압과 주파수를 결정합니다. (2) 전압 및 전류 감지 회로: 주 전원 회로와 전기적 절연을 유지하면서 전압, 전류 등의 매개변수를 감지합니다.
(3) 구동 회로: 주 전원 회로 내의 구성 요소를 구동하는 회로입니다. 이는 제어 회로와 별도로 작동하여 주 전원 구성 요소를 켜고 끕니다.
(4) 속도 감지 회로: 비동기 모터의 샤프트에 장착된 속도 센서(TG, PLG 등)의 신호를 속도 피드백 신호로 활용합니다. 이러한 신호는 처리 루프에 공급되어 모터가 입력 지침 및 계산을 기반으로 명령된 속도로 작동할 수 있도록 합니다.
(5) 보호 회로: 주 전원 회로 내 전압, 전류 등의 매개변수를 모니터링합니다. 과부하, 과전압 등의 이상 발생 시 인버터 및 비동기 모터의 손상을 방지하기 위해 활성화됩니다.