인버터 크기 조정은 특정 애플리케이션에 적합한 전력 정격, 전압 범위, 전류 용량, 과부하 용량 및 작동 기능을 갖춘 인버터를 선택하는 프로세스입니다.
킬로와트 정격과 부하만 비교하여 인버터를 선택하는 것이 항상 신뢰할 수 있는 것은 아닙니다. 모터에는 높은 시동 토크가 필요할 수 있고, 태양광 인버터는 PV 어레이 전압 및 전류와 일치해야 하며, 하이브리드 인버터는 연속 및 단기 피크 부하를 모두 공급해야 합니다.
따라서 올바른 크기 조정 방법은 사용되는 인버터 유형에 따라 다릅니다. 산업용 모터용 VFD, 그리드 연결형 태양광 인버터, 배터리 저장 장치가 있는 하이브리드 인버터, 태양광 펌프 인버터는 각각 크기 요구 사항이 다릅니다.
인버터 크기 조정에는 인버터를 전체 시스템의 전기적 및 기계적 조건에 맞추는 작업이 포함됩니다.
주요 요인은 일반적으로 다음과 같습니다.
연속 부하 전력;
피크 또는 서지 전력;
모터 시동 요구 사항;
전압 및 위상;
현재 등급;
부하 유형;
PV 어레이 크기;
배터리 전력 및 에너지 용량
운영 환경;
필수 보호 및 통신 기능.
인버터는 의도한 부하를 안전하게 작동할 수 있을 만큼 커야 하지만 불필요하게 큰 모델을 선택하면 비용이 증가하고 작동 효율성이 떨어지며 시스템 제어가 덜 적합해질 수 있습니다.
첫 번째 단계는 항상 인버터 유형과 제어할 부하를 식별하는 것입니다.
에이 VFD는 출력 주파수와 전압을 변경하여 AC 모터의 속도와 토크를 제어합니다.
VFD의 경우 모터 정격 전류 및 부하 듀티는 일반적으로 단순히 모터의 킬로와트 정격과 드라이브의 킬로와트 정격을 비교하는 것보다 더 중요합니다.
그리드로 묶인 태양광 인버터는 현장 부하 또는 그리드 수출을 위해 태양광 패널의 DC 전력을 AC 전력으로 변환합니다.
크기를 결정하려면 PV 어레이 전력, 개방 회로 전압, 최대 입력 전류, MPPT 전압 범위, AC 출력 전력 및 로컬 그리드 요구 사항을 확인해야 합니다.
에이 하이브리드 인버터는 태양광 발전, 배터리 저장, 그리드 전기 및 연결된 부하를 관리합니다.
연속 부하 전력, 최대 수요, 백업 요구 사항, 배터리 전력 및 예상 작동 모드에 따라 크기를 조정해야 합니다.
작동 모드에 대한 자세한 설명은 하이브리드 인버터 용어집을 참조하세요.
에이 태양광 펌프 인버터는 PV 전력을 워터 펌프용 제어된 AC 출력으로 변환합니다.
모터 전력 외에도 설계에서는 유량, 총 수두, PV 어레이 조건, 모터 전류, 펌프 시동 요구 사항 및 물 수요를 고려해야 합니다.
이러한 인버터 유형에 따라 크기 조정 방법이 다르기 때문에 모든 애플리케이션에 동일한 계산을 사용해서는 안 됩니다.
연속 부하는 인버터가 정상 작동 중에 공급해야 하는 전력입니다.
여러 전기 부하가 있는 시스템의 경우 각 부하를 나열하고 동시에 작동할 수 있는 부하를 결정합니다. 일부 기기나 기계가 동시에 사용되지 않는 경우 단순히 모든 기기나 기계를 추가하지 마십시오.
기본 계산은 다음과 같습니다.
총 연속 부하 = 동시에 작동하는 모든 부하의 합
예를 들어 시스템이 조명, 제어 장비, 펌프, 통신 장치를 공급하는 경우 실제 동시 사용을 기준으로 정상 작동 전력을 계산해야 합니다.
계산에는 측정 오류, 향후 변경 사항 및 정상적인 작동 변동에 대한 합리적인 엔지니어링 여유가 포함되어야 합니다. 다만, 마진이 너무 커서는 안 된다.
부하는 흔히 와트 또는 킬로와트로 표시되지만 인버터 정격은 VA 또는 kVA로 표시될 수도 있습니다.
관계는 다음과 같이 추정할 수 있습니다.
피상 전력(kVA) = 실제 전력(kW) ¼ 역률
역률이 낮은 부하는 동일한 실제 전력에 대해 더 많은 피상 전력과 전류가 필요합니다.
단상 및 3상 시스템의 경우 다음 공식을 사용하여 전류를 추정할 수 있습니다.
단상 피상 전력:
kVA = 전압 × 전류 ¼ 1,000
3상 피상 전력:
kVA = √3 × 전압 × 전류 ¼ 1,000
이 공식은 초기 추정치를 제공합니다. 최종 크기 결정에서는 효율성, 고조파, 작동 온도 및 제조업체의 등급 방법도 고려해야 합니다.
일부 부하는 정상 작동 중보다 시동 중에 훨씬 더 많은 전력을 소비합니다.
일반적인 예는 다음과 같습니다.
유도 전동기;
슬리퍼;
압축기;
냉동 장비;
관성이 높은 팬;
변압기;
특정 전동 공구.
인버터가 시동 전류를 공급하지 못하면 정상 운전 전력이 정격 범위 내에 있어도 전압이 떨어지거나 인버터가 트립될 수 있습니다.
모터가 VFD로 제어되면 드라이브는 출력 주파수를 점차적으로 높이고 시동 스트레스를 줄일 수 있습니다. 이는 일반적으로 직입 기동보다 모터 기동을 더 쉽게 만듭니다.
그러나 VFD는 다음 사항에 따라 선택해야 합니다.
모터 정격 전류;
시동 토크;
부하 관성;
가속 시간;
과부하 의무;
작동 속도 범위.
중부하 애플리케이션의 경우 표준 부하 전력 정격이 모터와 일치하는 것처럼 보이더라도 드라이브에 더 높은 과부하 정격이 필요할 수 있습니다. IFIND의 VFD 제품군은 이러한 모터 및 부하 조건에 따라 평가할 수 있습니다.
독립형 또는 백업 시스템의 경우 인버터는 일반 연속 부하와 단기 서지 부하를 모두 지원해야 합니다.
필요한 서지 용량은 장비에 따라 다릅니다. 펌프나 압축기는 정상 작동 중보다 시동 중에 훨씬 더 많은 전력이 필요할 수 있습니다.
시스템은 동시에 시작해야 하는 로드를 식별해야 합니다. 여러 모터가 함께 시동하는 경우 필요한 인버터 용량은 구동 전력의 합보다 훨씬 높을 수 있습니다.
VFD 크기는 일반적으로 모터 전력보다는 모터 전류로 시작해야 합니다.
다음 정보를 확인하세요.
정격 출력;
정격전압;
정격 전류;
정격 주파수;
정격 속도;
단계;
연결 방법;
모터 유형;
단열 및 냉각 방식.
VFD 출력 전압 및 전류는 모터와 호환되어야 합니다.
부하는 가변 토크, 일정한 토크 또는 중부하로 분류될 수 있습니다.
팬과 원심 펌프는 가변 토크 부하인 경우가 많습니다. 컨베이어, 믹서, 압출기, 압축기, 크레인 및 리프팅 장비에는 일정한 토크 또는 고강도 성능이 필요할 수 있습니다.
팬에 적합한 드라이브는 모터 정격이 유사하더라도 크레인에는 적합하지 않을 수 있습니다.
저속으로 작동하는 모터가 샤프트 장착 팬에 의존하는 경우 냉각 성능이 저하될 수 있습니다. 모터가 장기간 저속으로 작동해야 하는 경우 추가 냉각 또는 적합한 인버터 작동 모터가 필요할 수 있습니다.
고속 작동을 위해서는 모터의 기계적 한계, 베어링 설계 및 부하 특성도 확인해야 합니다.
관성이 높은 부하는 감속 중에 VFD로 에너지를 반환할 수 있습니다. DC 버스 전압이 과도하게 상승하면 시스템에 제동 저항기, 제동 장치 또는 회생 드라이브가 필요할 수 있습니다.
감속 시간, 부하 관성, 정지 빈도 및 필요한 정지 시간은 크기 조정 시 검토되어야 합니다.
태양광 인버터 크기 조정에는 인버터를 PV 어레이와 AC 부하 또는 그리드 연결 모두에 일치시키는 작업이 포함됩니다.
PV 어레이의 총 DC 전력은 인버터의 권장 입력 범위 내에 있어야 합니다.
적절한 PV 대 인버터 비율은 인버터 설계, 지역 조건, 설치 방향 및 시스템 목표에 따라 다릅니다. 약간 큰 PV 어레이는 햇빛이 약한 동안 유용한 출력을 유지하는 데 도움이 될 수 있지만 인버터의 최대 DC 입력 전력을 초과해서는 안 됩니다.
PV 스트링 전압은 인버터의 작동 범위 내에 있어야 합니다.
확인하다:
최대 개방 회로 전압;
MPPT 전압 범위;
최소 시동 전압;
최대 입력 전류;
MPPT 채널 수.
추운 날씨의 개방 회로 전압은 정상적인 조건에서 측정된 값보다 높을 수 있습니다. 이는 문자열을 디자인하는 동안 고려해야 합니다.
AC 출력 정격은 예상 부하 및 전력망 연결에 적합해야 합니다.
상업용 또는 산업용 시스템의 경우 다음 사항도 확인하세요.
출력 단계;
그리드 전압;
빈도;
역률 제어;
수출 제한;
보호 요구 사항
로컬 상호 연결 규칙.
태양광 인버터는 전체 PV 패널 전력량에 따라서만 선택해서는 안 됩니다.
하이브리드 인버터 크기를 결정하려면 인버터 전력과 배터리 에너지를 별도로 고려해야 합니다.
인버터 전력 정격은 한 번에 공급할 수 있는 부하량을 결정합니다.
확인하다:
연속 출력 전력;
서지 출력 전력;
모터 시동 능력;
출력 단계;
백업회로 용량;
과부하 기간.
시스템이 전력망 중단 시 백업을 제공하도록 의도된 경우 중요 부하를 비필수 부하와 분리해야 합니다.
배터리는 인버터에 필요한 전류를 제공할 수 있어야 합니다. 충분한 에너지 용량을 갖춘 배터리라도 필요한 방전 전력을 제공할 수 없다면 여전히 적합하지 않을 수 있습니다.
배터리 에너지는 시스템이 작동할 수 있는 시간을 결정합니다.
기본 추정치는 다음과 같습니다.
백업 시간 = 사용 가능한 배터리 에너지 ¼ 평균 부하 전력
인버터 효율, 배터리 방전 한도, 온도, 예비 용량, 부하 변동 등을 고려하면 실제 백업 시간은 더 낮아집니다.
예를 들어, 단기 부하가 높은 시스템에는 강력한 인버터가 필요할 수 있지만 긴 백업 기간이 필요하지 않을 수 있습니다. 밤새 작동하는 부하가 더 작은 또 다른 시스템은 인버터 전력은 덜 필요하지만 배터리 에너지 용량은 더 커질 수 있습니다.
의도한 작동 모드도 크기 조정에 영향을 줍니다. 태양광 자체 소비, 피크 부하 관리, 비상 백업, 독립형 운영에는 다양한 설정과 용량 여유가 필요할 수 있습니다.
태양광 펌프 크기는 인버터가 아닌 물 요구 사항부터 시작해야 합니다.
하루, 시간 또는 관개 주기별로 공급해야 하는 물의 양을 결정합니다.
계산 시 다음 사항을 고려해야 합니다.
작물 또는 가축 수요
관개방법;
계절 변화;
저장탱크 용량;
사용 가능한 햇빛;
펌핑 일정.
총 동적 수두에는 다음이 포함될 수 있습니다.
수직 리프팅 높이;
글쎄요.
배송 높이;
파이프 마찰;
밸브 및 필터 손실;
출구에서 필요한 압력.
펌프는 유량과 수두에 따라 선택해야 합니다.
펌프 모터의 전압, 위상, 정격 전류, 주파수, 전력, 시동 특성을 확인하십시오.
태양광 펌프 인버터는 PV 어레이의 입력 전압과 전류도 지원해야 합니다. 모터 출력 등급만으로는 전체 태양광 펌핑 시스템의 크기가 올바른지 확인할 수 없습니다.
태양 복사 조도는 하루 종일 변화합니다. PV 어레이는 인버터를 시동하는 데 충분한 전압을 제공하고 펌프가 안정적으로 작동하는 데 충분한 전력을 제공해야 합니다.
시스템은 온도, 음영, 먼지, 케이블 손실 및 계절 변화를 고려해야 합니다.
동일한 킬로와트 정격을 가진 두 개의 인버터는 과부하 용량, 서지 성능, 전류 정격 또는 작동 한계가 다를 수 있습니다.
모터와 압축기는 구동 전력이 허용 가능한 것처럼 보일 때에도 시동 중에 소형 인버터를 트립할 수 있습니다.
대형 컨베이어나 크레인은 가변 토크 팬만큼 크기가 커서는 안 됩니다.
일부 인버터에는 높은 주변 온도나 높은 설치 고도에서 출력 감소가 필요합니다. 환기 및 인클로저 설계도 사용 가능한 용량에 영향을 미칠 수 있습니다.
대형 인버터는 비용이 더 많이 들고 매우 가벼운 부하에서 비효율적으로 작동할 수 있습니다. 추가 용량은 향후 확장, 급증 수요 또는 고강도 작업과 같은 실제 요구 사항을 기반으로 해야 합니다.
하이브리드 시스템에서는 인버터 전력이 한 번에 실행할 수 있는 부하량을 결정합니다. 배터리 에너지는 부하가 실행될 수 있는 시간을 결정합니다.
이는 서로 관련되어 있지만 크기 조정 요소는 다릅니다.
인버터를 선택하기 전에 다음을 확인하십시오.
인버터 유형;
연속 부하 전력;
피크 및 시동 전력;
모터 정격 전류;
부하 토크 특성;
입력 전압 및 위상;
출력 전압 및 위상;
PV 전압 및 전류;
해당되는 경우 배터리 전원 및 에너지
필요한 백업 기간.
제동 요구 사항;
작동 온도;
고도 및 인클로저;
통신 요구 사항
현지 전기 및 전력망 규정.
인버터 사이징은 특정 부하 및 작동 환경에 적합한 전력, 전류, 전압, 과부하, 입력 및 제어 기능을 갖춘 인버터를 선택하는 프로세스입니다.
둘 다 필요할 수 있습니다. 단순 부하의 경우 와트 또는 킬로와트가 시작점을 제공합니다. 모터 및 산업 장비의 경우 정격 전류, 역률, 기동 전류, 과부하 용량 및 부하 유형도 중요합니다.
모든 시스템에 적용되는 보편적인 비율은 없습니다. 필요한 마진은 시동 부하, 향후 확장, 온도 경감, 부하 변동 및 적용 의무에 따라 달라집니다.
합리적인 엔지니어링 마진은 유용하지만 과도한 크기 조정은 비용을 증가시키고 효율성을 감소시킬 수 있습니다.
모터의 정격 전류, 전압, 위상, 전력, 주파수, 속도 및 부하 유형을 확인하십시오. 그런 다음 시동 토크, 과부하 듀티, 가속, 감속, 제동 및 저속 냉각을 평가합니다.
VFD는 정격 출력만이 아닌 모터 및 애플리케이션 요구 사항에 따라 선택해야 합니다.
연속 부하 전력, 최대 시동 전력, 백업 부하, 배터리 방전 전력, 배터리 에너지 용량, PV 입력 및 원하는 백업 기간을 계산합니다.
인버터 전력 정격과 배터리 에너지 용량은 별도로 계산해야 합니다.
향후 확장, 높은 시동 전력 또는 추가 백업 부하가 예상되는 경우 더 큰 인버터가 적합할 수 있습니다.
그러나 불필요한 크기 증가는 시스템 비용을 증가시키고 낮은 부하에서 효율성을 감소시킬 수 있습니다. 추가 용량에는 명확한 엔지니어링 목적이 있어야 합니다.
필요한 물 흐름과 총 수두로 시작하십시오. 그런 다음 호환 가능한 펌프를 선택하고 인버터를 펌프 모터의 전압, 전류, 위상, 전력 및 시동 요구 사항에 맞춥니다.
또한 PV 어레이는 인버터의 허용 전압 및 전류 범위 내에 있어야 합니다.
인버터 크기 조정은 제품의 킬로와트 등급을 부하에 맞추는 것 이상입니다. 올바른 방법은 시스템이 VFD, 그리드 연결 태양광 인버터, 하이브리드 인버터 또는 태양광 펌프 인버터를 사용하는지 여부에 따라 다릅니다.
모터 전류, 시동 토크, 부하 유형, PV 입력, 배터리 용량, 작동 온도, 제동 요구 사항 및 백업 조건이 모두 최종 선택에 영향을 미칠 수 있습니다.
적절한 크기의 인버터는 불필요한 크기 증가 없이 부하를 안정적으로 작동해야 합니다. 엔지니어는 전체 전기, 기계 및 환경 조건을 평가하여 적절한 성능, 보호 및 작동 효율성을 제공하는 인버터를 선택할 수 있습니다.
모터 또는 부하 정격, 입력 전력 조건, PV 또는 배터리 요구 사항 및 의도한 애플리케이션을 IFIND 팀과 공유하세요. 귀하의 시스템에 적합한 인버터 용량과 구성을 평가하는 데 도움을 드릴 수 있습니다.
