가변전압 가변주파수 제어

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가변전압 가변주파수 제어는, 인버터 등의 교류 전력을 출력하는 전력 변환 장치에 두어, 그 출력 교류 전력의 실효 전압과 주파수를 임의로 가변 제어하는 기술을 칭한다. 한국과 일본에서는 가변전압 가변주파수의 영어 직역인“Variable Voltage Variable Frequency”의 머릿글자를 따서 VVVF 제어(혹은 3VF 제어라고도 씀)라고도 부르지만 영어로는 Adjustable Voltage Adjustable Freqency라고 하므로 AVAF가 옳다. 전력 변환 장치의 출력 전력 기술에는 가변전압 가변주파수 제어 외에, 정전압 정주파수 제어(CVCF제어), 가변전압 정주파수 제어(VVCF제어), 정전압 가변주파수 제어(CVVF제어)가 있다.

이 제어에서 얻을 수 있는 가변전압 가변추파수의 전력은, 교류 전동기를 가변속 구동할 목적으로 사용되는 일이 많다. 그 때문에, 전력 변환 정치에 접속된 교류 전동기를 가변속 구동하는 제어방식을 가리키는 일도 있다. 주로 철도 분야에서 사용되는 일이 많은 호칭이며, 철도 분야 밖에서 일반적으로 “전동기의 가변속 제어” 등으로 불리는 것에 포함된다.

이런 출력이나 전동기 제어를 실현하는 인버터 장치를 VVVF 인버터라고 부르는 일도 있다. 위에 설명한대로 VVVF는 일본식 영어이다. 중국이나 한국 등에서는, 일본 제작사의 영향을 받아 이렇게 부르는 경우도 있다.

이 기술은 팬, 펌프 설비, 압연기 등 다양한 생산용 기기와 철도차량, 자동차 (전기자동차, 하이브리드 자동차), 가전제품 (에어컨, 냉장고) 등에 널리 이용되고 있다.

[편집] 개요

교류 전동기 (특히 유도 전동기)를 가변속 구동하기 위한 인버터의 제어기술이다. 유도 전동기는 구조가 간단하기 때문에, 보수 비용이 상당히 적고, 전동기 자체의 가격도 낮다는 이점이 있어서 예전부터 알려져 있었지만, 회전속도가 전원 주파수에 의존하기 때문에, 가변속도를 필요로 하는 곳에의 사용은 곤란하였다.

유도 전동기의 속도 변환에는, 인버터 개발 이전에도 극수 변환을 이용한 것도 있었지만, 이것은 연속적인 속도 제어가 불가능했다. 인버터의 출력 전압과 주파수를 연속적으로 변화시키는 가변전압 가변주파수 제어는, 교류 전동기 속도의 연속적 제어를 실현했다. 이것은 최근의 반도체 기술의 진보에 따라 고속·대용량의 제어 소자가 개발되었기 때문에 실현 가능하게 되었다.

1960년대 후반부터 팬·펌프나 초지기(抄紙機) 등 산업 용도로의 이용이 시작되고, 1970년대 후반부터 1980년대 초반에는 철도, 1990년대에는 냉장고, 에어컨 등의 가전제품에도 이용되게 되었다.