[PLC] 인버터 AC 모터 제동 방법들

인버터 활용시 AC 모터 브레이킹

우리가 흔히 인버터라 부르는 VFD는 인덕션 모터를 구동시킬 때 자주 사용됩니다. 인버터를 사용하여 모터를 구동할 때 사용되는 모터 제동 방법 몇가지를 정리해 봅니다.

구동중이던 모터는 운동에너지에 의해 바로 정지하지 않고 일정시간 돌아가다가 마침내 정지하게 됩니다. 만약 이 운동에너지를 소모시켜 주면 모터는 즉각 정지할 수 있습니다. 모터의 제동력은 이 운동에너지를 얼마나 빨리 소진 또는 전환시키는지를 의미합니다.

프리런 제동 (Coast to Stop)

가장 단순한 방법으로, 모터의 구동 전압을 차단한 뒤 모터와 구동부 자체 마찰력에 의해 알아서 정지할 때까지 기다리는 것입니다.

감속 제동 (Ramp to Stop)

이 방법은 모터의 구동 전압과 주파수를 천천히 감소시켜 모터를 감속시키는 방법입니다. 만약 부하 관성(load inertia)이 크다면 감속시키는 속도를 더욱 낮춰야 모터에서 발생하는 회생전압을 피할 수 있습니다.

회생 제동 (Regenerative Braking)

만약 모터의 회전 속도가 인버터의 출력에 의한 것보다 빠르게 되면 모터는 발전기처럼 동작합니다. 측 모터의 운동에너지가 전기에너지로 전환이 되기 시작합니다. 이는 인버터 출력부 회로에 과전압을 유발하게 됩니다. 이를 해결하기 위해 VFD 내부에는 AFE 정류기(active front-end rectifier)가 내장되어 있어 회생된 에너지를 다시 출력부로 내보내게 됩니다.

동적 제동 (Dynamic braking)

회생 제동의 확장방법입니다. 동적 제동은 회생 전압이 일정수준을 넘어갈 때, 회생 에너지를 저항을 통해 소진시켜 버립니다. 이때 사용되는 저항을 회생저항이라고 합니다.

DC 주입 제동 (DC Injection Braking)

출력단에 DC 전압을 인가함으로써 모터를 제동시키는 방법입니다. 이 방법은 모터 발열을 유도하기 때문에 제동 시간을 잘 고려해야 한다고 합니다.

브레이크 제동 (Uses of Braking)

모터가 정지했을 때, 모터 축에 연결된 부하에 의해 모터가 돌아가는 것을 막기 위해 물리적인 제동장치인 브레이크를 사용합니다. 아래 그림과 같이 모터 축에 연결되어, 전자코일에 의해 브레이크가 해제되는 구조입니다. 만약 브레이크 전자코일에 전원이 끊기면 스프링에 의해 브레이크가 작동이 됩니다.

끝.