인버터와 컨버터에 대해서

인버터와 컨버터에 대해서

인버터란?

장치냐 회로냐에 따라 이야기도 크게 달라진다

「인버터」라고 하면, 「직류(DC)로부터 교류(AC)에 역변환 하는 회로(기능)」를 가리킵니다.

그러나 인버터는 전압이나 주파수를 자유자재로 바꾸는 「장치」로서 파악하고 있는 분도 많을 것입니다.

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넓은 범위에서 인버터 장치는, 일정한 전압이나 주파수의 교류(예를 들면, 가정용 콘센트로부터 공급되는 AC220V/600Hz )를 입력해, 다른 전압과 주파수의 교류로 변환해 출력하는 것입니다.

그렇게 되면, 「직류에서 교류로 역변환한다」라고 하는 정의와는 달라저 버려, 조금 혼란스러울 것 같습니다.

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왜 이런 이야기가 되는 걸까요?

이를 이해하기 위해서는 먼저 장치로서의 인버터 내부를 알 필요가 있습니다.

인버터 장치는 전단부와 후단부로 나뉘며 교류에서 직류로 변환하는 전단부의 "컨버터 회로"와 직류에서 교류로 변환하는 후단부의 "인버터 회로"로 구성되어 있습니다.

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넓은범위에서 인버터 장치는, 컨버터 회로와 인버터 회로가 세트로 사용되어 「교류→교류」에의 변환이 되는 것에 비해, 좁은 의미에서의 인버터는 회로나 기능을 나타내고 있으므로, 「직류→교류」의 변환이라고 보는 방법이 되는 것입니다.

이 차이를 바탕으로 인버터 장치의 구조를 설명하고자 합니다.

우선, 컨버터 회로에서 교류를 직류로 변환합니다.

단방향으로만 전류를 통하지 않는 다이오드를 조합해 교류를 정류하고, 다시 콘덴서로 충방전을 반복해, 깨끗하고 매끄러운 직류로 변환해 갑니다.

다음으로, 인버터 회로에 의해서 의사적으로 전압이나 주파수가 다른 교류를 출력시킵니다.

파워 트랜지스터 등의 스위칭 소자로 온과 오프의 비율을 바꾸어 폭이 다른 단자 모양의 펄스를 만듭니다.

그것들을 잘 합성해, 의사적인 정현파(교류)를 출력하는 것입니다.

참고로 이 방법은 펄스 폭 변조(PWM:Pulse Width Modulation)라 불립니다.

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컨버터란?

인버터에 외장해서 사용하는 컨버터 장치도 컨버터 회로는 교류를 직류로 변환하기 위해 사용됩니다.

교류는 정현파이기 때문에 파도의 방향과 높이가 주기적으로 변화합니다.

교류를 항상 같은 방향이 되도록 다이오드를 통해 정류시키고 콘덴서로 전기를 충방전시켜 평평하고 매끄러운 직류로 바꾸는 것입니다.

덧붙여 컨버터라고 하는 말은, 인버터 장치의 내부에서 사용되는 「컨버터 회로」 뿐만이 아니라, 하나의 「컨버터 장치」를 가리키는 경우가 있습니다.

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인버터 장치와 세트로 사용하는 전원 회생 전용 컨버터 장치도 주목

다음으로 단일 컨버터 장치에 관해서는 독립된 장치로 작용하는 것이 아니라 인버터 장치의 외측에 접속해 이용합니다.

"회생 에너지"를 활용할 때 인버터 장치와 함께 사용합니다.

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「회생 에너지」란,

크레인이나 엘리베이터의 감속이나, 반송기의 감속·정지시에 기세로 모터가 돌려져 그 모터가 발전기가 되어 돌려주는 전력입니다.

그대로 회생 에너지를 방치하고 있으면, 인버터 장치가 에너지를 안게 되어, 전압이 올라 장치가 망가질 위험이 있습니다.

그 때문에 '저항기'를 연결하여 전류를 흘려 에너지를 열로 바꾸어 방출하고 있었습니다.

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그러나 이것은 에너지를 열로 만들어 버릴 뿐이므로 전력을 낭비하고 있습니다.

거기서 등장하는 것이, 「회생 전용 컨버터 장치」입니다.

이 장치에 의해 발생한 에너지를 전원 측으로 되돌리는 것으로, 에너지 절약 효과를 얻을 수 있습니다.

회생 에너지는, 같은 계통으로 연결된 다른 기계에도 사용할 수 있습니다.

예를 들어 기차 브레이크 시 모터 측에서 발생한 회생 에너지를 다른 기차로 돌려 사용할 수 있게 되는 것입니다.

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컨버터

변환 장치의 총칭

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인버터

직류(DC)를 교류(AC)로 변환하는 장치(DC-AC 인버터라고도 함)

즉, DC/AC 컨버터= 인버터가 됩니다.

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컨버터의 종류

종류	의미
AC-DC컴버터	교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 장치
DC-AC컨버터	직류(DC)를 교류(AC)로 변환하는 장치
DC-DC컨버터	직류(DC)를 직류(DC)로 변환하는 장치(예를 들어 직류 5V를 직류 3V로 변환)
AC-AC컨버터	교류(AC)를 교류(AC)로 변환하는 장치(예를 들어 교류 5V를 교류 3V로 변환)

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