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주파수 변환기는 전기가 장비에 맞게 얼마나 자주 흐르는지를 변경합니다. 이 장치는 공장, 비행기 및 선박에서 매우 중요합니다. 그들은 에너지를 절약하고 녹색 전력 시스템을 지원하는 데 도움이됩니다. 세 가지 주요 유형은 로터리, 솔리드 스테이트 및 정적입니다. 사람들은 또한 자신이 일하는 방식, 통제 방법 및 에너지를 저장하는 방법으로 그룹화합니다. 올바른 주파수 변환기를 선택하면 회사가 돈을 절약하고 규칙을 따르는 데 도움이됩니다.
회전 주파수 변환기는 전기 모터와 발전기를 함께 사용합니다. 전력의 빈도를 변경합니다. 이 기계에는 입력 및 출력을 연결하는 움직이는 부품이 있습니다. 로타리 변환기는 많은 전력을 처리 할 수 있습니다. 그들은 철도 나 무거운 공장과 같은 어려운 곳에서 잘 작동합니다. 사람들은 권력이 꾸준하고 신뢰할 수있는 곳에 그것들을 사용합니다.
로터리 컨버터는 전원 시스템을 안정적으로 유지하는 데 도움이됩니다. 그들은 회전 부품에 저장된 에너지를 사용합니다. 연구에 따르면 로터리 변환기는 정적 유형보다 덜 분해됩니다. 예를 들어, 스웨덴의 철도에서는 로터리 컨버터가 더 잘 작동하고 오래 지속되었습니다. 그러나 샤프트에서 비틀기와 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 엔지니어는 특수 제어 시스템으로이를 수정합니다.
주요 기능 :
많은 힘과 힘든 일을 처리합니다
더 적은 고장으로 신뢰할 수 있습니다
움직이는 부품으로 인해 정기적 인 치료가 필요합니다
일반적인 응용 프로그램 :
철도
공장
발전소
고체 주파수 변환기는 트랜지스터 및 다이오드와 같은 전자 부품을 사용합니다. 전기의 빈도를 변경합니다. 이 변환기에는 움직이는 부품이 없습니다. 이것은 그것들을 작고 가벼우 며 돌보기가 쉬워집니다. 솔리드 스테이트 컨버터는 1980 년대에 인기를 얻었습니다. 이제 그들은 특히 미국의 400Hz 전력에 많이 사용됩니다.
솔리드 스테이트 주파수 변환기는 로터리 유형보다 구매 및 실행 비용이 저렴합니다. 그들은 배출을하지 않고 공간이 줄어 듭니다. 새로운 디자인은 스마트 제어 시스템을 사용합니다. 실시간 점검 및 조기 수리를 위해 네트워크에 연결할 수 있습니다. AI 도구는 이러한 변환기가 얼마나 오래 지속 될지 추측하는 데 도움이됩니다. 이것은 전기 자동차 충전기와 녹색 에너지 시스템에 적합합니다.
주요 기능 :
작고 빛
적은주의와 배출이 필요하지 않습니다
AI 도구는 지속 시간을 예측하는 데 도움이됩니다
일반적인 응용 프로그램 :
공항과 비행기
데이터 센터
녹색 에너지 시스템
때때로 고체 유형으로 그룹화 된 정적 주파수 변환기는 전력 전자 장치를 사용하여 주파수를 변경합니다. 그들은 움직이는 부분이 없습니다. 이 변환기는 이제 가장 일반적인 유형입니다. 2023 년에 그들은 시장의 68.2%를 구성했습니다. 그들의 디자인은 신뢰할 수 있고 효율적이며 관리하기 쉬운 데 중점을 둡니다.
테스트에 따르면 정적 주파수 변환기는 전원이 적은 대형 기계를 시작할 수 있습니다. 특수 필터를 사용하여 전기 소음을 줄이고 더 잘 작동합니다. 정적 변환기를 사용하면 스타트 업 힘을 잘 제어 할 수 있습니다. 이것은 기계를 보호하는 데 도움이됩니다.
주요 기능 :
움직이는 부분이없고 매우 신뢰할 수 있습니다
거의주의가 필요합니다
효율적으로 작동하고 잘 제어합니다
일반적인 응용 프로그램 :
공장
프로세스 산업
큰 모터와 펌프
메트릭 / 세그먼트 | 가치 / 통찰력 |
|---|---|
정적 주파수 변환기 | 가장 큰 시장 점유율 : 68.2% (2023); 더 적은 움직임 부품으로 신뢰할 수 있습니다. 거의주의가 필요합니다 |
회전 주파수 변환기 | 가장 빠른 성장 : 10.3%; 더 많은 힘을 처리합니다. 거친 곳에서 강력합니다 |
3 상 변환기 | 시장 점유율 : 65.4%; 더 나은 모터 제어; 공장에서 많이 사용했습니다 |
단일 위상 변환기 | 성장 : 8.2%; 가정 및 소기업에서 사용; 돈을 절약합니다 |
항공 우주 및 방어 부문 | 가장 큰 사용자 : 28.6%; 고성능 신뢰할 수있는 컨버터가 필요합니다 |
프로세스 산업 | 가장 빠른 성장 : 11.0%; 에너지 절약 및 자동화를 원합니다 |
북미 시장 | 성장 : 9.6%; 새로운 기술과 더 많은 녹색 에너지 |
아시아 태평양 시장 | 가장 큰 수익 : 35.1%; 더 많은 공장 및 업그레이드 |
유럽 시장 | 엄격한 규칙과 녹색 목표의 성장 |
글로벌 시장 규모 | 2023 년 미화 241 억 달러; 예상 성장 9.4% (2024-2030) |
IoT & Industry 4.0 통합 | 실시간 확인, 조기 수리 및 네트워크 링크가 가능합니다 |
참고 : 50Hz 주파수 변환기를 포함한 정적 주파수 변환기는 오늘날의 업계에서 매우 중요합니다. 그들은 신뢰할 수 있고 돌보기 쉬우므로 많은 회사들이 그들을 선택합니다.
AC-AC 주파수 변환기는 하나의 AC 전압과 주파수를 다른 AC 전압으로 변경합니다. AC를 먼저 DC로 바꾸지 않습니다. 이 변환기는 특수 스위치를 사용하여 입력 및 출력을 연결합니다. 매트릭스 변환기는 일반적인 종류입니다. 전기 흐름을 제어하기 위해 스위치 그리드를 사용합니다.
AC-AC 변환기는 운동 속도를 제어하는 데 좋습니다. 또한 공장의 전원 공급 장치를 도와줍니다. 이 변환기는 중간 거리에서 전원을 보내는 데 도움이 될 수 있습니다.
새로운 연구에 따르면 새로운 AC-AC 컨버터 설계가 98% 효율로 작용했습니다. 전력 계수는 0.97입니다. 이 연구는 또한 낮은 총 고조파 왜곡과 전력 손실이 적다는 것을 발견했습니다. 이는 컨버터가 에너지를 절약하고 모터에서 더 잘 작동한다는 것을 의미합니다.
장점 :
고효율 및 전력 계수
직접 변환, 부품이 적습니다
소형 크기
단점 :
복잡한 제어 시스템
정확한 스위칭이 필요합니다
고급 설계 비용이 더 높습니다
일반적인 용도 :
모터 드라이브
산업 전원 공급품
중간 거리 전력 전송
메트릭 | 가치 / 설명 |
|---|---|
컨버터 효율 | 98% |
전력 계수 (PF) | 0.97 |
총 고조파 왜곡 (THD) | 출력 전압 및 전류의 낮은 thd |
전압 게인 (G) | 2.13 |
구성 요소 수 | 스위치와 수동 부품이 적습니다 |
전력 손실 | 최적화 된 디자인으로 인해 낮습니다 |
비용 | 더 적은 구성 요소로 줄어 듭니다 |
AC-DC-AC 주파수 변환기는 먼저 AC 전원을 DC로 변경합니다. 그런 다음 새로운 주파수와 전압에서 DC를 AC로 다시 변경합니다. 이 프로세스는 정류기와 인버터를 사용합니다. 많은 주파수 변환기는이 방법, 특히 가변 속도 드라이브에 사용됩니다.
AC-DC-AC 변환기를 사용하면 전압과 주파수를 쉽게 제어 할 수 있습니다. 이것은 다른 속도로 모터를 실행하는 데 도움이됩니다. 또한 전력 품질을 더 좋고 낮은 전압 감소로 만듭니다.
AC 시스템은 변압기로 전압을 변경할 수 있습니다. DC 시스템에는 더 많은 단계가 필요하며 제어하기가 더 어렵습니다. AC-DC-AC 변환기는 더 복잡하지만 때로는 제어와 효율성을 향상시킵니다.
연구에 따르면 AC-DC-AC 변환기는 전력 품질을 향상시키고 전력 계수를 고정시킬 수 있습니다. 예를 들어, 단일 위상 AC-DC-AC 컨버터는 변압기 전류를 낮추고 출력 전압을 안정적으로 유지할 수 있습니다. 이 변환기는 종종 무정전 전원 공급 장치 및 전압 조정기에 사용됩니다.
장점 :
유연한 전압 및 주파수 제어
가변 속도 드라이브에 좋습니다
전력 품질을 향상시킬 수 있습니다
단점 :
더 복잡한 디자인
추가 부품으로 인한 비용이 더 높습니다
신중한 냉각 및 제어가 필요합니다
일반적인 용도 :
가변 속도 모터 드라이브
UPS 시스템
전압 조정기
변환기 유형 | 디자인 기능 | 성능 지표 | 응용 프로그램 초점 |
|---|---|---|---|
단일 상 AC-DC-AC 인터리브 변환기 | 고주파 분리, 인터리브 기술 | 전력 계수 보정, 전압 처짐 완화 | UPS, 전압 조정기 |
4 개의 고주파 분리 된 AC-DC 변환기 | 불연속 전류 모드 | AC 메인의 전력 품질 개선 | 전원 공급 장치, 산업 드라이브 |
팁 : 작업에 적합한 주파수 변환기를 선택하십시오. AC-AC 변환기는 간단하고 직접적인 변경에 가장 좋습니다. AC-DC-AC 변환기는 더 많은 제어와 더 나은 전력 품질이 필요할 때 더 좋습니다.
전압 유형 주파수 변환기는 큰 커패시터가있는 DC 링크를 사용하여 에너지를 유지합니다. 커패시터는 정류기와 인버터 사이에 있습니다. 전류를 부드럽게하고 전압을 안정적으로 유지하는 데 도움이됩니다. 이것은 민감한 부품을 해칠 수있는 전압 스파이크를 중지합니다. 예를 들어, 트랙션 인버터에서 DC 링크 커패시터는 전압 리플을 절단하고 시스템을 안전하게 유지합니다.
DC Link Capacitor는 또한 시스템을 더 좋고 오래 지속시킵니다. 풍력 터빈에서 DC 링크는 인버터로 이동하기 전에 DC 전압을 부드럽게합니다. 이 안정된 전압으로 인버터가 깨끗한 AC 출력을 만들 수 있습니다. 커패시터는 또한 전기 소음을 낮추고 전력 품질을 높게 유지합니다.
엔지니어는 몇 가지를 보면서 DC 링크 커패시터를 선택합니다. 여기에는 보유 할 수있는 금액, 리플 전류의 양, 전압 등급 및 지속 시간이 포함됩니다. 그들은 종종 최상의 결과를 위해 다른 유형의 커패시터를 함께 사용합니다. 아래 표는 DC 링크 커패시터에 대한 중요한 사항을 보여줍니다.
측면 | 세부 |
|---|---|
역할 | 에너지를 저장하고, 전압을 꾸준히 유지하고, 잔물결을 처리하고, EMI를 자릅니다 |
유형 | 필름, 전해, 세라믹 |
선택 매개 변수 | 커패시턴스, 잔물결 전류, 전압 등급, ESR, ESL, 온도, 수명 |
디자인 팁 | 뱅크를 병렬로 사용하고 믹스 유형, 열을 제어하십시오 |
현재 유형 주파수 변환기는 DC 링크의 인덕터를 사용하여 에너지를 전류로 저장합니다. 이 디자인은 전류를 안정적으로 유지하고 인버터로 흐르는 방식을 제어합니다. 인덕터는 파워 서지를 막고 전류 잔물결을 줄입니다. 현재 유형 변환기는 큰 전력 및 공장 사용에 적합합니다.
새로운 연구에 따르면 최신 현재 유형 변환기는 SIC 및 하이브리드 스위치와 같은 특수 반도체를 사용합니다. 이러한 변화는 더 잘 작동하고 적은 공간에서 더 많은 힘을 포장합니다. 예를 들어, 하이브리드 스위치가있는 고주파수 변환기에 대한 연구는 냉각이 우수하고 에너지 손실이 줄었습니다. 또한 엔지니어는 특수 인덕터를 사용하여 와전류 손실을 낮추므로 변환기가 시원하게 유지되고 잘 작동하는 데 도움이됩니다.
현재 유형 변환기는 매우 높은 주파수, 때로는 최대 수백 킬로 헤르츠에서 작동 할 수 있습니다. 이것은 작은 부품과 성능이 향상된다는 것을 의미합니다. 선박 쇼어 연결과 같은 실제 전원 시스템에서 현재 유형 변환기는 전력 주파수와 일치하고 큰 부하를 안전하게 처리하는 데 도움이됩니다.
DC 주파수 인버터는해야 할 일에 따라 전압 또는 전류 유형 에너지 저장을 사용할 수 있습니다. 선택은 변환기의 크기, 작동 방식 및 얼마나 오래 지속되는지를 변경합니다.
V/F 컨트롤을 Hertz 당 볼트-컨트롤이라고도합니다. 전압과 주파수를 동일한 비율로 유지합니다. 이 방법은 간단한 모터 작업에 좋습니다. 사람들은 팬, 펌프 및 컨베이어에서 사용합니다. 엔지니어는 사용하기 쉽기 때문에 V/F 컨트롤을 좋아합니다. 특수 센서가 필요하지 않습니다. 모터가 다른 속도로 작동하는 데 도움이됩니다. 그러나 토크를 잘 제어 할 수는 없습니다. 따라서 힘든 일자리에 가장 적합하지 않습니다.
벡터 제어를 때때로 필드 지향 제어라고합니다. 수학을 사용하여 속도와 토크를 제어합니다. 이 방법은 모터의 위치와 전류를 확인합니다. 벡터 제어는 빠르고 정확한 결과를 제공합니다. 부하가 빠르게 변경 되더라도 작동합니다. 공장은 로봇, 크레인 및 엘리베이터에 사용합니다. 강력하고 정확한 모터 제어가 필요할 때 좋습니다.
차동 주파수 제어가 필요에 따라 출력 주파수를 변경합니다. 그것은 당신이 원하는 것과 얻는 것의 차이를 살펴 봅니다. 이것은 상황이 빠르게 변할 때 시스템을 안정적으로 유지하는 데 도움이됩니다. 발전소와 대형 그리드는이 방법을 사용합니다. 전원 공급 장치와 수요의 균형을 맞추는 데 도움이됩니다. 엔지니어는 주파수와 전압 변화의 양을 확인합니다. 또한 시스템이 얼마나 빨리 반응하는지 살펴 봅니다. 그들은 또한 예비 전원을 점검합니다.
펄스 폭 변조 (PWM)는 빠른 스위치를 사용하여 전압 및 주파수를 제어합니다. SPWM, SVPWM 및 PAM과 같은 다른 방법은 비슷한 방식으로 작동합니다. PWM은 각 전압 펄스가 얼마나 넓은지를 변경합니다. 이것은 전력을 제어하는 데 도움이됩니다. 연구에 따르면 올바른 PWM 주파수를 선택하면 에너지가 절약됩니다. 또한 시스템이 더 잘 작동합니다. 예를 들어, 새로운 컨트롤러가 시스템을 훨씬 더 빨리 반응하게 만들었습니다. 또한 전류 잔물결을 낮췄습니다. 동기식 PWM은 토크를 더 좋게 만들었고 모터는 더 조용했습니다. 엔지니어들은 1kHz 근처의 PWM 주파수가 많은 드라이브에 가장 적합하다는 것을 발견했습니다.
팁 : PWM과 고급 유형은 컨버터가 조용하고 시원하게 작동하는 데 도움이됩니다. 또한 전기 모터에서 속도와 토크를보다 쉽게 제어 할 수 있습니다.
저전압 주파수 인버터는 가정 및 소기업에서 사용됩니다. 그들은 또한 광 산업에서 일합니다. 이 인버터는 저전압 그리드에 연결됩니다. 그들은 보통 6kW 미만의 하중을 처리합니다. 전압 제어에 대한 엄격한 규칙을 따라야합니다. 그들은 종종 반응성을 사용하여 그리드를 안정적으로 유지합니다. 낮은 DC 전압 레벨에서 효율성이 더 좋습니다. 이것은 대부분의 주택과 소기업에 필요한 것에 맞습니다. 고전압 주파수 인버터는 큰 공장과 발전소 용입니다. 그들은 또한 중공업에서도 사용됩니다. 이 인버터는 더 큰 하중을 관리합니다. 그들은 더 복잡한 전압 및 전력 계수 변화를 처리해야합니다. 두 유형 모두 전원 공급 장치가 각 장소에 필요한 것과 일치하는 데 도움이됩니다.
팁 : 하중 크기 및 그리드 유형에 따라 저전압 또는 고전압 인버터를 선택하십시오.
단상 인버터는 작은 하중에 전력을 제공합니다. 가정용 가전 제품 및 소규모 기계와 같은 것에 사용됩니다. 그들은 단일 상 AC 입력을 사용합니다. 이것은 그것들을 단순하고 저렴하게 만듭니다. 3 상 인버터는 더 큰 기계와 공장 장비에 전력을 공급합니다. 그들은 3 상 AC를 사용합니다. 이것은 더 부드러운 달리기와 더 나은 부하 처리를 제공합니다. 아래 표는 주요 차이점을 보여줍니다.
측면 | 단일 위상 인버터 | 3 상 인버터 |
|---|---|---|
전원 공급 장치 | 단상 AC (120V/230V) | 3 상 AC (산업 표준) |
일반적인 응용 프로그램 | 주택, 소규모 사무실 | 공장, 큰 모터 |
능률 | 낮추다 | 더 높고 부드러운 작동 |
로드 처리 | 제한적이며 높은 토크에 적합합니다 | 높은 토크와 부하 불균형을 처리합니다 |
제어 기능 | 단순한 | 고급 (PID, Droop-Control, Protection) |
일반적인 공장 작업을 위해 범용 인버터가 만들어집니다. 그들은 기본 제어를 제공합니다. 펌프, 팬 및 컨베이어에 잘 작동합니다. 고성능 인버터는 비행기, 군사 및 중공업에서 힘든 일자리를위한 것입니다. 이 인버터는 고급 제어와 더 많은 전력을 제공합니다. 또한 더 넓은 주파수 범위에서 작동합니다. 예를 들어, 고성능 모델은 최대 400Hz 이상까지 올라갈 수 있습니다. 범용 인버터는 보통 50-60Hz 근처에 머물러 있습니다. 공장은 정확한 속도와 토크 제어를 위해 고성능 인버터를 선택합니다.
인버터 내부 부품은 작동 방식에 영향을 미칩니다. IGBT 기반 인버터는 400V 이상의 전압에 적합합니다. 100 kHz 미만의 주파수에서 가장 잘 작동합니다. 그들은 많은 힘을 처리하고 시원하게 유지할 수 있습니다. MOSFET 기반 인버터는 고주파수와 낮은 전압에서 더 좋습니다. 이로 인해 전원 공급 장치와 빠른 전자 제품을 스위칭하는 데 좋습니다. 고주파 인버터는 이러한 부품을 사용하여 실험실과 연구에서 깨끗하고 꾸준한 힘을 제공합니다. 그들은 또한 항공 우주에서 사용됩니다. 엔지니어는 전압, 주파수 및 작업에 따라 올바른 부분을 선택합니다.
참고 : 연구에 따르면 전압, 전류 및 온도와 같은 것은 인버터 성능을 분류하고 향상시키는 데 도움이됩니다. 기계 학습은 이제 태양 광 발전소 및 기타 장소에서 인버터를 더 잘보고 더 잘 작동하도록 도와줍니다.
주파수 변환기의 유형을 아는 것은 사람들이 올바른 것을 선택하는 데 도움이됩니다. 각 유형은 특정 작업에 가장 좋습니다. 사람들은 구매하기 전에 필요한 것과 현지 규칙에 대해 생각해야합니다. 전문가들은 어려운 프로젝트를 도울 수 있습니다. 새로운 기술은 이러한 장치를 더 좋고 사용하기 쉽게 만듭니다.
주파수 변환기는 전기가 얼마나 자주 흐르는지를 변경합니다. 이를 통해 기계는 올바른 속도 나 전원으로 작동 할 수 있습니다. 공장과 가정은이를 사용하여 에너지를 절약합니다. 또한 장비를 손상으로부터 보호하는 데 도움이됩니다.
로터리 주파수 변환기에는 모터 및 발전기와 같은 부품이 움직입니다. 솔리드 스테이트 컨버터는 전자 부품을 사용하며 움직이는 조각이 없습니다. 로타리 유형은 더 많은 전력을 처리 할 수 있습니다. 솔리드 스테이트 유형은 더 작고 관리하기 쉽습니다.
사람들은 공장, 기차, 선박 및 비행기에 주파수 변환기를 사용합니다. 또한 데이터 센터 및 녹색 에너지 시스템에 도움이됩니다. 이 장치는 기계가 잘 작동하고 에너지를 절약하는 데 도움이됩니다.
예, 주파수 변환기는 에너지를 절약하는 데 도움이됩니다. 그들은 모터와 기계가 필요에 따라 빠르게 작동하도록합니다. 이것은 낭비 된 전력을 줄이고 전기 요금을 낮 춥니 다.
