인버터 적용에 따른 유도전동기 효율성 및 안정성 평가에 관한 연구

Abstract

산업계의 동력원으로 가장 많이 사용되고 있는 농형 유도전동기는 회전자의 구조가 간단하고 저렴하며, 점검 및 유지 보수가 용이하므로 산업 전반에 걸쳐 폭넓게 사용되고 있다. 유도전동기는 직류전동기에 비하여 가변속 운전이 어려워서 극수를 변경하는 등의 극히 제한적인 속도제어 만이 가능하였다. 그러나 마이크로프로세서를 이용한 디지탈 제어기술의 진보와 전력용 스위칭 소자(싸이리스터, 파우어 TR, IGBT)의 개발로 인한 인버터(V.V.V.F)의 등장으로 유도전동기의 가변속제어 기술이 발전하였고 이에 따라 유도전동기의 가변속 운전에 의한 공조설비(Fan, Pump)의 에너지 절감 및 공정라인의 생산성 향상, 품질 향상, 생산원가 절감이 이루어지면서 설비의 자동화 및 효율 향상이 가능하게 되었다. 본 연구에서는 실제 운용중인 수도사업장을 대상으로 펌프모터로 가장 많이 쓰이는 유도전동기의 유량제어를 위해 기존의 방법인 밸브개도에 의한 유량제어 방법과 최근기술인 인버터를 이용한 유량제어 방법을 비교분석하여 효율성을 평가하였고, 최근 전력전자 기술의 발전에 따라 문제시되고 있는 인버터 사용에 따른 고조파를 분석하여 인버터 시스템 도입에 따른 안정성을 평가하였다. 본 연구에서 평가한 펌프모터의 속도제어를 위한 기존의 방법인 밸브개도에 의한 유량제어 방법과 인버터를 이용한 유량제어 방법에 대한 효율성 및 안정성 평가결과를 바탕으로 인버터시스템을 산업현장에 적극 도입함으로서 에너지 절감에 따른 생산원가 절감 및 수용가의 용수공급 예측을 통한 관망운영의 안정성을 기대할 수 있을 것이다.