결론부터 말하면, 비회생형과 회생형 DC 드라이브는 정격용량이 같아도 서로 단순하게 대체할 수 없습니다.
두 제품은 모터를 구동하는 방향과 제동 방식, 전력회로의 구성이 다르기 때문입니다.
기존 제품을 교체할 때는 모터 출력과 정격전류뿐 아니라 정·역회전, 감속, 제동 및 회생운전 조건을 함께 확인해야 합니다.
비회생형 DC 드라이브란?
비회생형 DC 드라이브는 일반적으로 한 방향으로 모터를 구동하는 설비에 적용됩니다.
주로 다음과 같은 운전조건에서 검토할 수 있습니다.
- 한 방향으로 계속 운전하는 설비
- 빈번한 정·역회전이 필요하지 않은 설비
- 자연감속이 가능한 설비
- 별도의 기계식 제동장치를 사용하는 설비
- 회생에너지를 전원으로 되돌릴 필요가 없는 설비
비회생형은 모터를 구동하는 기능을 중심으로 구성되며, 설비에서 발생하는 에너지를 전원 측으로 되돌리는 운전에는 제한이 있습니다.
회생형 DC 드라이브란?
회생형 DC 드라이브는 모터를 구동하는 것뿐 아니라 모터나 부하에서 발생하는 에너지를 전원 측으로 되돌리는 운전이 가능합니다.
특히 4상한 회생형 DC 드라이브는 다음 운전을 제어할 수 있습니다.
- 정방향 구동
- 정방향 회생제동
- 역방향 구동
- 역방향 회생제동
따라서 정·역회전과 빠른 제동이 반복되는 설비에 사용할 수 있습니다.
대표적인 적용 설비는 다음과 같습니다.
- 압연기
- 권양기
- 크레인
- 와인더와 언와인더
- 반복적인 정·역회전 설비
- 빠른 감속과 정지가 필요한 설비
용량이 같아도 대체할 수 없는 이유
예를 들어 비회생형과 회생형 드라이브가 모두 100kW 또는 같은 정격전류로 표시되어 있더라도 내부 전력회로와 운전기능은 다를 수 있습니다.
비교해야 할 조건은 다음과 같습니다.
| 확인 항목 | 비회생형 | 회생형 |
| 기본 운전방향 | 주로 한 방향 | 정·역방향 |
| 구동기능 | 가능 | 가능 |
| 회생제동 | 제한적 또는 불가 | 가능 |
| 빠른 감속 | 적용조건 확인 | 상대적으로 유리 |
| 하강 부하 | 별도 검토 필요 | 회생운전 검토 가능 |
| 전력회로 | 비회생 구성 | 회생 가능한 구성 |
따라서 정격용량만 같다는 이유로 비회생형을 회생형 대신 사용하면 설비의 제동이나 역회전 기능을 유지하지 못할 수 있습니다.
비회생형을 회생형으로 교체하는 경우
비회생형 설비에 회생형 드라이브를 적용하는 것은 기술적으로 검토 가능한 경우가 있습니다.
하지만 회생형 제품을 설치한다고 해서 자동으로 회생기능을 사용할 수 있는 것은 아닙니다.
다음 조건을 함께 확인해야 합니다.
- 기존 모터와 배선
- 운전 시퀀스
- 정·역회전 지령
- 제동지령
- 기계식 브레이크
- 전원 및 보호회로
- PLC 인터록
- 속도 피드백
회생기능이 필요하지 않은 설비에 회생형을 적용하면 제품과 제어반 구성이 불필요하게 복잡해질 수도 있습니다.
회생형을 비회생형으로 교체하는 경우
기존 설비가 회생형 드라이브를 사용하고 있다면 비회생형으로 변경하기 전에 회생기능이 실제로 필요한지 확인해야 합니다.
다음과 같은 운전이 있다면 비회생형으로의 단순 변경은 어렵습니다.
- 빠른 감속
- 반복적인 정·역회전
- 양방향 제동
- 권양기의 하강운전
- 크레인의 부하 하강
- 와인더와 언와인더의 장력제어
- 부하가 모터를 끌고 가는 운전
회생기능을 제거하면 감속시간이 길어지거나 기계식 브레이크에 부담이 증가할 수 있습니다.
정·역회전한다고 모두 회생형이 필요한 것은 아니다
모터가 정회전과 역회전을 한다고 해서 항상 회생형 드라이브가 필요한 것은 아닙니다.
정지한 뒤 방향을 바꾸고, 감속시간이 길며, 별도의 제동방식이 있는 설비는 다른 구성을 검토할 수도 있습니다.
반대로 한 방향으로만 운전하더라도 부하가 모터를 밀어 회생에너지가 발생한다면 회생형 구성이 필요할 수 있습니다.
따라서 다음 조건을 기준으로 판단해야 합니다.
- 방향 전환 방식
- 감속시간
- 부하의 관성
- 부하가 모터를 끌고 가는지 여부
- 기계식 제동장치
- 회생에너지 발생 여부
기존 DC 드라이브 교체 시 확인할 사항
비회생형과 회생형 여부를 확인하려면 다음 자료가 필요합니다.
- 기존 드라이브 모델명과 명판
- 기존 회로도
- 전력부 구성
- 정·역회전 운전 여부
- 감속 및 제동시간
- 권양 또는 하강 부하 여부
- 기계식 브레이크 사용 여부
- PLC 운전 시퀀스
- 모터와 속도 피드백 사양
제품 명판에 회생형 여부가 명확하게 표시되지 않는 경우에는 회로도와 실제 운전방식을 함께 확인해야 합니다.
한국전기시스템(주)의 대응 범위
한국전기시스템(주)은 설비의 정·역회전, 제동 및 회생운전 조건을 확인해 비회생형 또는 4상한 회생형 DC 드라이브를 검토합니다.
주요 대응 범위는 다음과 같습니다.
- MAX-K767 산업용 DC 드라이브
- 출력 용량 3.7kW~2,000kW
- 전류 정격 20A~2,500A
- 비회생형 DC 드라이브
- 4상한 회생형 DC 드라이브
- 노후 DC 드라이브 교체
- 기존 DC 모터를 유지한 제어반 교체·개조
- 현장점검, 시운전 및 유지보수
최종 제품은 정격용량만으로 결정하지 않으며, 설비의 운전방향, 감속, 제동 및 회생조건을 확인한 뒤 선정합니다.
마무리
비회생형과 회생형 DC 드라이브는 용량이 같더라도 기능과 전력회로가 다르기 때문에 단순하게 대체할 수 없습니다.
교체 전에는 다음 조건을 확인해야 합니다.
정·역회전 여부
→ 감속 및 제동방식
→ 하강 부하 여부
→ 회생에너지 발생 여부
→ 기존 제어회로와 인터록
기존 제품의 모델명과 모터 사양뿐 아니라 실제 설비의 운전순서를 확인해야 적합한 드라이브 구성을 판단할 수 있습니다.
산업용 DC 드라이브의 제작, 교체 및 리트로핏 가능 여부는
모터와 기존 드라이브의 전압·전류, 계자 조건, 회생운전 여부,
피드백 방식 및 외부 입출력 조건을 확인한 뒤 판단합니다.
기술검토를 위해 다음 자료를 보내주시기 바랍니다.
- - DC 모터 명판 사진
- - 기존 DC 드라이브 명판 사진
- - 제어반 내·외부 사진
- - 보유 중인 회로도
- - 현재 발생하는 문제 또는 필요한 운전조건
한국전기시스템(주)
이메일: kesystem1@hanmail.net
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