가변속 모터 구동 및 실시간 바카라의 탄생
최근 가변 속도 모터 드라이브는 유도 모터 및 동기 모터와 같은 AC 모터의 속도 제어 기술에 중점을 두고 있습니다 그러나 DC 모터는 속도 제어가 용이하기 때문에 고대부터 가변속 구동 장치로 널리 사용되어 왔다 그러나 DC 모터는 정류자, 브러시 등 마모된 부품이 있어 주기적인 점검과 브러시 교체가 필요해 먼지가 많은 곳 등 열악한 환경에서는 사용할 수 없는 등의 문제가 있다 따라서 AC 모터의 속도를 DC 모터와 동일하게 쉽게 제어할 수 있는 기술 개발이 필요하였다
1958년 미국 회사 GE는 제어 기능을 갖춘 반도체 소자 사이리스터를 개발하여 실시간 바카라를 사용하여 유도 전동기의 가변 속도 구동에 대한 새로운 길을 열었습니다 실시간 바카라는 "변환을 역전시키는 것"을 의미합니다 실시간 바카라 장치는 교류(3상 또는 단상)를 직류로 변환하고, 이 직류를 주파수를 자유롭게 변경할 수 있는 3상 교류로 다시 변환하여 교류 모터의 회전 속도, 즉 속도를 제어하는 장치입니다 직류를 교류로 변환하기 위해 이러한 스위칭을 수행할 수 있는 반도체 소자인 사이리스터를 사용합니다
사이리스터의 한계
Yaskawa Electric의 실시간 바카라 개발은 1960년대로 거슬러 올라갑니다 당시 실시간 바카라에는 응답이 느린 사이리스터가 사용되었습니다 제어 기술은 주로 유도 전동기의 V/f 제어(유도 전동기에 인가되는 전압과 주파수의 비율을 일정하게 유지하는 제어)를 기반으로 하였으며, 속도 제어 범위는 약 1:10 이하이고, 응답도 그다지 빠르지 않으며, 단순 변속 등 부하 변동이 상대적으로 작은 응용 분야에 적용되었습니다 제어성이 좋은 DC 모터는 고속의 동적 제어가 필요한 응용 분야에 사용되었습니다 실시간 바카라를 다양한 용도로 대중화하려는 노력이 진행되는 동안 사이리스터에는 한계가 있었습니다
세계 최초의 트랜지스터 실시간 바카라
이러한 배경을 염두에 두고 당사는 반도체 제조업체와 협력하여 고속 스위칭이 가능한 파워 트랜지스터를 사용하는 실시간 바카라를 개발했습니다 수년간의 시행착오와 수많은 난관을 극복한 끝에 공작기계용 고속 모터 구동 개발에 성공했으며, 1974년에는 세계 최초로 PWM 제어 트랜지스터 실시간 바카라(VS-616T)를 상용화했습니다 이후 다양한 트랜지스터 실시간 바카라를 상용화하며 실시간 바카라 기술 발전을 주도하기 시작했습니다
그러나 당시의 제어 방식은 V/f 방식으로 속도 제어 범위와 속도 제어 정확도 측면에서 이상적이지 않았습니다 견고한 구조를 가진 유도 전동기에 DC 모터와 유사한 제어 특성을 부여하기 위해 벡터 제어를 개발하기로 결정했습니다
벡터 제어의 탄생
1970년대 초 독일 회사인 Siemens는 자기장 방향 제어를 도입하고 유도 모터가 DC 모터와 동일한 방식으로 제어될 수 있다는 이론을 세웠습니다 우리 회사의 젊은 엔지니어는 기술 잡지에 소개된 기사에서 자기장 방향 제어에 대해 알고 충격을 받았습니다 나는 즉시 논문을 주문하고 내 이론을 실현하기 위한 첫 걸음을 내디뎠습니다 당시 고속, 고전력 전력 트랜지스터가 실용화되기 시작했고, 앞서 개발한 PWM을 이용한 순간 전류 제어를 적용함으로써 이론의 실현이 가능해졌다
그러나 벡터 제어 계산에 필요한 벡터 분석기 및 벡터 회전기와 같은 고성능 곱셈/나눗셈 장치가 없었기 때문에 마침내 수천 개의 개별 구성 요소를 사용하여 회로를 설계했습니다 이러한 노력의 결과, 우리는 이론대로의 성능을 확인할 수 있었고, 자속 센서가 필요 없는 보다 실용적인 슬립 주파수 제어 벡터 제어를 독자적으로 발명한 공로로 옴 기술상(Ohm Technology Award)을 수상했습니다 본 발명을 통해 유도 전동기가 DC 모터처럼 명령에 따라 빠르게 움직이는 벡터 제어를 구현했습니다
벡터 제어의 응용
벡터 제어 드라이브의 첫 번째 적용은 1978년 제철소의 연속 주조 장비였습니다 유해가스와 먼지가 많았고, 주변 온도도 100도에 달해 DC 모터를 사용하기 어려웠다 이는 유도 전동기 V/f 제어에서는 불가능했던 1:40이라는 넓은 속도 제어 범위가 필요한 환경이었습니다 이것이 벡터 제어에 의해 가능해졌고, 속도 검출기를 탑재하고 유도 전동기의 특징과 벡터 제어의 성능을 실증한 최초의 머신 "Varispeed-626TV"가 탄생했습니다 이 벡터 제어 드라이브의 적용이 더욱 확장되어 유지 관리가 필요 없는 세계 최초의 전체 AC 연속 주조 시설이 만들어졌으며 여전히 현장에서 약 100개의 롤을 구동하고 있습니다 이후 속도 감지기가 필요 없는 센서리스 제어는 내환경성으로 인해 대중화되었습니다
필요에 따라 성장
실시간 바카라를 사용하는 유도 전동기 구동은 처음에는 단순한 가변 속도 제어로 제어되었으나, 벡터 제어를 적용하여 고성능 구동이 실용화되자 토크 제어가 가능해졌으며 DC 모터 구동으로 대체되기도 했습니다 더욱이 디지털 회로, 전력 트랜지스터 및 전력 변환 기술의 발전으로 소형화, 효율화, 다기능화, 신뢰성이 향상되었습니다 최근영구자석이 내장된 동기 모터 드라이브전력전자기기를 대표하는 실시간 바카라도 다양한 제어기술을 집약해 폭넓은 요구에 부응하기 위해 진화를 거듭하고 있다
