소프트 스타터와 VFD(변주파 드라이브)의 차이점

변수 주파수 드라이브(VFDs)와 소프트 스타터는 모두 모터 시작 장치의 종류이지만, 반도체 구성 요소의 사용으로 인해 혼동되는 경우가 많습니다. 두 장치 모두 유도 모터의 안전한 시작과 정지를 가능하게 하지만, 작동 원리, 기능 및 적용상의 이점에서 크게 다릅니다.

VFDs는 전압과 주파수를 조절하여 모터 속도를 동적으로 제어하며, 가변 부하 시나리오에 적합합니다. 그러나 소프트 스타터는 시작 시 인러시 전류를 제한하기 위해 전압을 점진적으로 증가시키며, 활성화 후 속도 조정은 하지 않습니다. 이러한 기본적인 차이점은 VFDs가 속도 민감하고 에너지 효율적인 애플리케이션에 뛰어나고, 소프트 스타터는 고정 속도 모터에 대한 비용 효과적이고 간단한 시작을 제공한다는 역할을 정의합니다.

VFDs와 소프트 스타터의 차이점을 자세히 살펴보기 전에, 모터 스타터를 정의하는 것이 중요합니다.

모터 스타터

모터 스타터는 유도 모터의 작동을 안전하게 시작하고 중단하도록 설계된 중요한 장치입니다. 시작 시 유도 모터는 낮은 감쇠 저항으로 인해 정격 전류의 약 8배에 달하는 큰 인러시 전류를 소비합니다. 이 급격한 전류 증가는 내부 와인딩을 손상시키거나 모터 수명을 단축시키거나 심지어 소각될 수도 있습니다.

모터 스타터는 시작 전류를 줄여서 모터를 기계적 스트레스(예: 갑작스런 충격)와 전기적 손상으로부터 보호하며, 안전한 종료를 가능하게 합니다. 또한 종종 저전압 및 과전류에 대한 내장 보호 기능을 포함하여 신뢰성 있는 모터 작동에 필수적입니다.

소프트 스타터

소프트 스타터는 모터에 공급되는 전압을 줄여서 인러시 전류를 줄이는 특수한 모터 스타터입니다. 전압 제어를 위해 반도체 트라이아코를 사용합니다:

• 트라이아코 구성: 트라이아코 쌍이 양방향으로 전류 흐름을 관리합니다.

• 3상 시스템: 모든 3개의 상에서 동시에 전압을 줄이기 위해 6개의 트라이아코가 필요하며, 균형 잡힌 시작을 보장합니다.

트라이아코는 아노드, 캐소드, 게이트 세 개의 단자를 갖추고 있습니다. 전류 흐름은 게이트에 전압 펄스가 적용될 때까지 차단되며, 이는 트라이아코를 트리거하고 전류를 통과시키게 합니다. 트라이아코가 제어하는 전류 또는 전압량은 게이트 신호의 발사 각도를 조정하여 제어됩니다. 이 메커니즘은 시작 시 모터에 공급되는 인러시 전류를 줄입니다.

모터를 시작할 때, 발사 각도는 낮은 전압을 전달하도록 설정되어 있으며, 모터가 가속할수록 점진적으로 증가합니다. 전압이 선 전압에 도달하면 모터는 정격 속도를 얻게 됩니다. 일반 작동 중에는 직접 선 전압을 공급하기 위해 바이패스 컨택터가 일반적으로 사용됩니다.

모터 종료 시, 프로세스는 역순으로 진행됩니다: 전압이 점진적으로 감소하여 모터가 감속된 후 입력 공급이 차단됩니다. 소프트 스타터는 시작과 종료 시에만 공급 전압을 수정하므로, 일반 작동 중에 모터 속도를 조정할 수 없으며, 이를 통해 일정 속도 애플리케이션에만 사용이 제한됩니다.

소프트 스타터의 주요 장점은 다음과 같습니다:

• 조화 발생 없음: 추가적인 조화 필터가 필요 없습니다.

• 콤팩트 디자인: 구성 요소가 적어 VFD보다 작은 크기를 가지며, 전체 비용을 줄입니다.

VFD (변수 주파수 드라이브)

변수 주파수 드라이브(VFD)는 반도체 기반의 모터 스타터로, 안전한 모터 시작/중지 기능을 제공하면서 동시에 작동 중에도 완전한 속도 제어를 가능하게 합니다. 소프트 스타터와 달리 VFDs는 공급 전압과 주파수를 모두 조절합니다. 유도 모터의 속도가 공급 주파수와 직접적으로 관련되어 있기 때문에, VFDs는 동적 속도 조정이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.

VFD는 직렬 회로, DC 필터, 그리고 인버터 세 가지 핵심 회로로 구성됩니다. 프로세스는 직렬 회로가 AC 선 전압을 DC로 변환하는 것으로 시작되며, 그 다음에는 DC 필터가 평활화합니다. 인버터 회로는 그런 다음 안정된 DC 전압을 다시 AC로 변환하며, 그 논리 제어 시스템은 출력 전압과 주파수의 정밀한 조정을 가능하게 합니다. 이렇게 하면 모터 속도가 0 RPM에서 정격 속도까지 매끄럽게 증가하며, 심지어 주파수를 늘려 더 높은 속도까지도 가능합니다. 이를 통해 모터의 토크-속도 특성을 포괄적으로 제어할 수 있습니다.

공급 주파수를 변경함으로써 VFD는 작동 중에 동적 속도 조정을 가능하게 하며, 실시간 속도 변조가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 예를 들어 온도에 따라 속도를 조정하는 팬이나 수압에 반응하는 물 펌프 등이 있습니다. 모터 토크가 공급 전류와 전압에 직접적으로 비례하기 때문에, VFD의 두 매개변수를 조절하는 능력은 미세한 토크 제어를 가능하게 합니다.

DOL(직접 연결) 및 소프트 스타터와 같은 전통적인 스타터는 모터를 최대 속도로만 작동하거나 멈출 수 있는 것과 달리, VFD는 프로그래밍된 속도로 모터를 작동시켜 전력 소비를 최적화합니다. 그러나 이러한 다양성에는 대가가 따르는데, VFDs는 선 조화를 생성하므로 추가적인 필터가 필요하며, 복잡한 회로(직렬 회로, 필터, 인버터)로 인해 더 큰 크기와 높은 비용(소프트 스타터의 3배 정도)이 발생합니다.