인버터의 고속회전 방법

유도전동기 구동용 상용 인버터들은 주파수 제한이 있어 최고 운전 RPM에 제약을 받습니다...

일반적인 목적인 경우 충분히 고속으로 회전 할 수 있어서,
일반형 인버터를 사용하는데 rpm = 120 x Freq / P, (2극 모터의 경우  60 x Frequency)가 로 계산하기에
YASKAWA J1000의 경우 500Hz = 30000 RPM
NIDEC C200의 경우 550Hz = 33000 RPM
LS산전의 경우 400Hz = 24000RPM 운전이 됩니다.

그이상의 속도를 요구할 경우
YASKAWA는 V1000 (0~1000Hz), NIDEC은 HS30모델(0~3000Hz) 사용하면 더 높은 RPM으로 운전이 가능해집니다.

인버터는 통상적으로 V/F제어를 하게 되는데...  max freq를 기준으로 voltage가 비례제어됩니다.
고속의 경우에는 좀 경우가 다른데.. 정토크 영역에서는 V/F가 비례하여 제어되며, 일정 주파수 이상의 영역에서는
최대 voltage출력으로 나가게 되는데 이지점을 보통 base Frequency라고 부릅니다.

Yaskawa의 경우 Base Frequency 항목에 설정하게되고,
NIDEC의 경우 Rated Frequency 항목입니다. 편의항 Base Frequency로 부름...

w1 지점까지 일정토크 영역이 통상적인 V/F제어 영역이고 토크를 일정하게 맞출 수 있습니다.
w1이후 지점이 약자계제어 되는 영역으로 (Field wakening control) 입니다.
상용인버터의 경우 w1지점을 50내지 60Hz로 되어 있는데 보다 고속인 제품들은 더 높은 주파수를 지정해서 사용합니다.

인덕션 모터에서 약자계 영역은 모터가 낮은 수준의 자속을 가지며 자기 코어의 포화점 근처에 있는 작동 지점을 말합니다. 이 영역에서는 모터의 효율과 성능이 저하됩니다.

약한 자기장 영역을 제어하기 위해 다음과 같은 다양한 방법을 사용할 수 있습니다.

1. 플럭스 제어: 이 방법은 고정자 전류를 제어하여 모터의 자속을 조정합니다.
2. 고정자 전압 제어: 이 방법은 고정자 전압을 조정하여 모터의 자속을 제어합니다.
3. 벡터 제어: 이 방법은 고급 알고리즘을 사용하여 모터의 자속, 속도 및 토크를 실시간으로 제어합니다.
4. 직접 토크 제어(DTC): 이 방법은 모터의 전류를 지속적으로 모니터링하고 그에 따라 고정자 전압을 조정하여 모터의 토크를 직접 제어합니다.

특정 사용되는 방법은 애플리케이션의 특정 요구 사항과 사용 중인 유도 전동기의 유형에 따라 다릅니다.
약한 자기장 영역을 적절하게 제어하면 모터의 효율과 성능을 개선하고 포화를 방지하여 효율이 감소하고 토크 리플이 증가할 수 있습니다.

정격토그/전류보다 높은토크와 전류를 이용해서 고속운전을 시키게됩니다.