친환경 자동차 > 05. 인버터와 유도 전동기

▣ 인버터(inverter)

인버터(inverter)는 직류(DC) 성분을 교류(AC) 성분으로 바꾸기 위한 전력 변환장치를 호칭한다. 적절한 변환 방법이나 스위칭 소자, 제어 회로를 통해 원하는 전압과 주파수 출력값을 얻는다.

▣ PWM(Pulse Width Modulation)

펄스폭 변조)단상 PWM 정현파 인버터의 구동 출력을 살펴보면 PWM 변조를 하고 있기 때문에 아래 그림과 같이 정현파의 한 주기 내에서 펄스폭이 변하는 것을 볼 수 있다.(스위치의 ON, OFF 시간을 조절하여 펄스폭을 변조하면 아날로그 파형(사인파)과 비슷하게 출력된다)

▣ 유도 전동기(비동기 모터) 원리

유도 모터가 회전하는 원리를 아라고의 원판으로 설명하는 경우가 많다.회전축을 배치한 알루미늄 등 비자성체로 도체의 원판에 대해서 그림과 같이 자력선이 원판을 가로지르도록 하고 자석을 회전시키면 전자 유도 작용으로 원판이 회전한다. 이 실험을 아라고의 원판이라고 한다. 자석의 이동에 의해서 자계가 이동하면 그 전후에 전자 유도에 의해서 와전류가 발생하며, 전후의 와전류 회전 방향은 서로 반대가 되지만 양쪽의 소용돌이가 맞닿는 부분에서는 전류의 방향이 같아 가장 강한 유도 전류가 된다. 이 유도 전류와 자석의 자력선에 의해서 전자력이 발생한다. 전자력의 방향은 플레밍의 왼손 법칙과 같으며, 자석이 이동하는 원호의 접선 방향으로 원판을 자석과 같은 방향으로 회전시킨다. 이 원리는 가정의 전력량계 등에도 사용된다.슬립 : 유도 모터에서는 로터에 자계의 변화가 없으면 전자력이 발생되지 않기 때문에 회전 자계의 회전속도(동기 속도)보다 로터의 회전속도가 느려야 한다. 유도 모터는 주기 속도와 회전속도가 다르기 때문에 비동기 모터로 분류된다. 또 로터의 회전속도 지연을 로터의 슬립이라고 하며, 슬립의 정도는 동기 속도와 로터의 회전속도 차의 비율로 나타내는 것이 일반적이며, 로터의 슬립이 0.3 정도에서 최대 토크가 발생되는 모터가 많다.

▣  비동기 모터(유도 전동기) 회로

3상 유도 전동기는 서로 다른 위상을 가지는 3개의 교류를 이용해 전자석을 만들어 동력을 얻는 장치이다. R상과 S상과 T상의 위상은 각각 120도(2π/3)차이가 나며, R상을 기준으로 S상은 R상보다 120도 앞서고, T상은 S상보다 120도 앞서 있다.