공기압축기 전력절감 솔루션

기존의 공기압축기(특히 스크류압축기)는 투자비가 과다하고 에너지 사용효율이 낮음에도 불구하고
기술적 한계로 이러한 낭비를 불가피한 것으로 여겨왔습니다.

피에스텍은 기존의 공기압축기 교체 없이 고기능 인버터와 결합된
맞춤형 솔루션을 추가하여 사용전력을 절감할 수 있습니다.

Screw 압축기 전력절감 기술의 한계

스크류압축기의 전력절감을 위한 현재의 기술은
인버터전용 모터와 인버터가 결합된 신제품을 도입하는 것입니다.
그러나 신제품으로 기존설비를 교체한다는 것은 투자 경제성을 확보하기 어렵기 때문에
설비의 신규 도입 시에만 검토할 수 있습니다.

  • 기존의 단순 압축기는 Unloading시 공기흡입 밸브를 닫은 채 모터와 스크류가 공회전하며 이 때 정격동력의 50~60% 소모
  • 기존의 압축기에 인버터만 추가하는 방식은 기술적, 경제적 한계 있음
  • 모터 교체가 수반됨 (현실적 불가능)

    인버터용 모터는 절연등급이 높고, 저속운전 시 모터 냉각을 위하여 타력휀 사용 (현실적 불가능)

    회전축을 타고 흐르는 중성전류로 인해 베어링 손상 우려

  • 부하율 50%~70% 범위에서 작동하는 스크류압축기의 경우 loading/unloading 을 반복하는 제어방식은 인버터 제어방식에 비하여 약 30%의 전력을 낭비
  • L/UL 방식의 부하율이 낮을수록 낭비가 커짐
  • 인버터가 내장된 신제품의 경우 압축공기 생산에 필요한 전력만을 소모하므로 낭비가 없음(인버터전용 모터 사용)
  • 그러나 신제품 도입은 투자비 과다하여 경제성 확보가 어려움

전력절감 솔루션 도입 Process

압축기설비의 설비 구성과 유량, 압력 변동 특성은 현장마다 상이합니다.
유체기계에 대한 전문성 없이는 안정적으로 전력절감 솔루션을 설계할 수 없습니다.

피에스텍은 압축기 설비에 대한 오랜 노하우와 신기술(고기능 인버터)을
자유자재로 활용할 수 있는 전문성을 통해, 현장 맞춤형 전력절감 시스템 및 제어기를 설계할 수 있습니다.

  • 설비진단, 기술검토 사례

  • 전력 절감량 분석 및 개선제안 사례

    피에스텍 고유기술 – 인버터일체형 제품과 차별됨

  • 맞춤형 솔루션 설계 사례

    현장 진단 실제사례에 대한 개선방안

  • High Performance Inverter

Q&A

  • Q

    인버터와 모터 사이의 거리가 멀면(~100 미터) Cable 의 기생 인덕턴스 등에 의하여 고기능 벡터인버터의 제어가 불안정해 지거나 또는 Micro Surge 전압 발생으로 모터 권선의 절연이 파괴될 우려가 있지 않나?

  • A

    본 프로젝트에 사용하는 인버터는 매우 먼 거리를 연결하는 power cable 또는 출력 필터가 가지는 L, C성분까지도 분리 추출하여 제어하기 때문에 모터의 정밀 속도/토크 제어에 아무런 문제가 없습니다. 적정 사양의 출력필터(출력리액터)를 구비하면 Surge 전압은 발생하지 않습니다. (일반 벡터인버터는 출력리액터 구비 시 정밀제어 불가능 – 차별성)

  • Q

    인버터를 사용하면 모터 베어링이 전식에 의해 손상될 우려가 있지 않나?

  • A

    모터의 회전축과 고정자 하우징을 전기적으로 연결하는 Short Ring 을 설치하면 됩니다. 베어링을 타고 흐르는 중성전류를 By-pass 시킴으로써 전식 발생을 방지할 수 있습니다.

  • Q

    적절한 저속운전 대신 완전 정지시키는 이유는 무엇인가? 또한 정지했던 압축기를 급가속 기동하려면 매우 큰 토크가 필요할텐데 그 순간에 과도한 돌입전류 발생으로 인버터가 빈번히 트립될 위험은 없는가?

  • A

    완전 정지시키는 이유 : 기존 설비에 구비된 모터는 모터와 냉각휀이 같은 속도로 회전하기 때문에(자력휀) 정격속도의 60% 이하로 장시간 저속운전 시 모터 과열의 우려가 있습니다. 재기동 실패에 대한 우려가 없다면 모터를 충분한 속도로(정격의 80% 이상) 회전시키는 동작과 완전 정지 시키는 동작을 반복하는 방법이 과열에 대한 우려도 없고 전력절감도 극대화 할 수 있습니다.
    기동 운전 : 유도모터를 전원 직입 기동하면 기동토크는 작고 과도한 기동전류가 흐릅니다.(정격전류의 6~7배). 본 프로젝트에 사용하는 인버터는 정격토크의 2배 수준으로 큰 기동토크를 발생시키면서도 기동전류는 정격전류의 150%에 불과하기 때문에 기동실패 또는 빈번한 트립 발생의 우려가 없습니다.

  • 전력절감 솔루션을
    도와드리겠습니다.

  • 현장을 방문하여 현장설비 및 조업패턴을 진단하고
    맞춤형 솔루션을 제공해 드립니다.
    담당자에게 연락주시면 자세히 상담해 드리도록 하겠습니다.

  • 전력절감솔루션/고효율 에어노즐
    김성완 연구고문
    Tel. 070-4347-9753
    Email. vector@pstek.net

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